NL8101490A - Mechanisme voor de schokbuis van een draaiend projectiel. - Google Patents

Description

-1-

Mechanisme voor de - schokbuis van een draaiend projectiel

De uitvinding heeft betrekking op een mechanisme voor de schokbuis van een draaiend projectiel, in hoofdzaak bestemd om samen te werken met inrichtingen voor het besturen, beveiligen en temporiseren door hun onder de werking van de 5 centrifugale kracht een bepaalde koppel te verschaffen.

Mechanismen van dit soort zijn reeds bekend, waarin het getande rondsel wordt aangedreven door een geballaste tandstang , die zich verplaatst dwars op de as van de schokbuis onder de invloed van de centrifugale draaikracht van 10 de schokbuis. Deze mechanismen hebben het nadeel dat zij een aandrijfkoppel ontwikkelen die lineair toeneemt.

Men kent eveneens mechanismen waarin het getande rondsel wordt aangedreven door een getande sector of een geballast wiel die gevoelig zijn voor de centrifugale draaikracht 15 van de schokbuis. Deze mechanismen hebben het nadeel dat zij een sinusvormige aandrijfkoppel ontwikkelen.

Bijgevolg is geen van deze bekende mechanismengeschikt voor het aandrijven van regelmechanismen die moeten worden onderworpen aan een nagenoeg constant aandrijfkoppel.

20 Het mechanisme volgens de uitvinding dat de nadelen van de bovengenoemde mechanismen tracht te vermijden, wordt gekenmerkt, doordat het een primair bewegend lichaam en ten minste een secundair bewegend lichaam omvat die hun zwaartepunten excentrisch ten opzichte van de draaias van hetprojec-25 tiel hebben, rechtstreeks of indirect onderling ingrijpen, waarbij hun twee bewegingen aldus«oscien geregeld, de twee variabele centrifugaalkrachter^ die zijn voortgebracht door elk van de beweegbare lichamen, twee variabele centrifugale koppels bepalen en dat in de rust de relatieve stand van de 30 zwaartepunten van elk van de beweegbare lichamen zodanig is gekozen dat het resulterend koppel, dat de algebraïsche som van de twee centrifugale koppels is, de gewenste gang heeft.

De uitvinding zal hieronder nader worden toegelicht aan 35 de hand van de tekening, waarin bij wijze van voorbeeld enige uitvoeringsvormen van het mechanisme volgens de uitvinding schematisch zijn weergegeven.

Daarin toont: 8101490 ï t - 2 - fig. 1 een aanzicht in dwarsdoorsnede van de schokbuis; fig. 2 een axiale doorsnede van de schokbuis; fig. 3 een eerste diagram van de aandrijfkoppel ontwikkeld door het mechanisme dat is weergegeven in de fig. 1 en 2; 5 fig. 4 een tweede diagram van het aandrijfkoppel ont wikkeld door het mechanisme weergegeven in de fig. 1 en 2; fig. 5 een aanzicht gelijk aan fig. 4 van een eerste variant; fig. 6 een diagram van de aandrijf koppel ontwikkelddoor 10 het mechanisme weergegeven in fig. 5; fig. 7 een aanzicht gelijk aan fig. 1 van een tweede variant; fig, 8 een aanzicht gelijk aan fig. 1 van een derde variant; 15 fig. 9 een aanzicht gelijk aan fig. 1 van een vierde variant; fig. 10 een aanzicht gelijk aan fig. Ivan een vijfde variant; fig. 11 een diagram van het aandrijfkoppel ontwikkeld 20 door het mechanisme weergegeven in fig. 10; fig. 12 een aanzicht gelijk aan fig. 1 van een zesde variant.

De figuren 13 en 14 zijn aanzichten in dwarsdoorsnede van de schokbuis, onder rechte hoek ten opzichte van elkaar, 25 waarin het mechanisme van fig. 9 is weergegeven gemonteerd op de veiligheidsinrichting van de baan van de schokbuis.

Het in de fig. 1 en 2 weergeg even mechanisme omvat een bewegend lichaam 1 en een bewegend lichaam 2. Het bewegende lichaam 1, dat om een as 3 draait, is een zwaartepunt-30 wiel in 5 dat een ingrijpvertanding. 4 omvat. Een bewegend lichaam 2, dat draait om een as 6, is een zwaartepuntwiel in 8 dat een ingrijpvertanding 7 omvat. Devertanding 7 van het bewegende lichaam 2 is in ingrijping met de vertanding 4 van het bewegende lichaam 1. De bewegingen van de twee be-35 wegende lichamen 1 en 2 zijn geregeld, net bewegende lichaam 1 is eveneens in ingrijping met een getand rondsel 9 dat vast is verbonden met een as 10 waarvan de hartlijn samenvalt met de draaias 11 van het projectiel. Het draaipunt van het bewegende lichaam 1 bevindt zich op een afstand a^ van 40 het draaipunt 11. Het zwaartepunt 5 van het bewegende li- 81 01 490 * 4 - 3 - chaam 1 bevindt zich op een afstand b^ van de hartlijn van de as 1.

Het draaipunt van het bewegende lichaam 2 bevindt zich op een afstand a2 van het draaipunt 11. Het zwaartepunt 8 5 van het bewegende lichaam 2 bevindt zich op een afstand b2 van de hartlijn van de as 6.

Het centrifugale mechanisme is aangebracht in een schok- buis van een projectiel, dat draait met de snelheid ω om

P

het draaipunt 11. De centrifugale kracht opgewekt door de hoek-10 draaiing ωρ bepaalt voor elk van de bewegende lichamen 1 en 2 een sinusvormig centrifugaalkoppel dat als waarde heeft: C = /m .ω^ . a . b] sin γ = C . . sin γ.

i— p -J maxi waarin γ de hoek is, die de straal vormt die loopt door het zwaartepunt met de rechte lijn die het draaipunt 11 verbindt 15 met het draaipunt van het betreffende bewegende lichaam (3 of 6).

Het centrifugale koppel veroorzaakt de draaiing van het bewegende lichaam 1 in de richting van de pijl 12. Het zwaartepunt 5 van het bewegende lichaam 1 verwijdert zich van 20 het draaipunt 11. Het koppel Ci is positief; het bewegende lichaam 1 is een drijfkracht. Het centrifugale koppel C2 laat het bewegende lichaam 2 draaien in de richting van de pijl 13. Het zwaartepunt 8 van het bewegende lichaam 2 nadert het draaipunt 11. Het koppel C2 is negatief; het bewegende lichaam 25 2 is een rem. De assen 3,6 en 10 zijn gelegen in uitboringen van twee platen 14 en 15, die worden gehouden en gecentreerd door niet weergegeven tussenstukken.

De as 10 die door het draaipunt 11 loopt en het draaipunt van een bewegend lichaam (as 16 of 17) verdeelt het 30 vlak in twee zones, éën zone waar het koppel positief is en een zone waar het koppel negatief is. Aan de grens, hetzij op de as 16 of 17 is het corresponderende koppel gelijk aan nul. Wanneer het zwaartepunt van een bewegend lichaam zich bevindt op loodlijn op één van de assen 16 of 17 en die door 35 het draaipunt van het bewegende lichaam loopt, is het centrifugale koppel maximaal. De twee loodrechte assen zijn weergegeven in 18 en 19.

Men heeft in fig. 3 grafisch de waarden van de koppels van de bewegende lichamen 1 en 2 weergegeven waarbij men als 81 01490 i I » - 4 - ï » oorsprong van de.assen de rechte lijn genomen heeft, die loopt door het maximale koppel. In dit geval wordt de formule van het koppel ct = C·. ™,„.-*cos α en Cn = C- .cos β 1 1 maxi 2 2 maxi 5 Het bewegende lichaam 1 voert een draaiing uit van - α tot +a. Het koppel loopt van het punt 21 naar het punt 22.

Het bewegende lichaam 2 voert een draaiing van -3tot +3 uit-.

H et koppel loopt van het punt 23 naar het punt 24 waarbij het door het punt C2 mqx| passeert, dat het koppel C2 maxj_ 10 is,, beperkt tot de draai as van het bewegende lichaam 1.

Men heeft dus: C2maxi “ C2 maxi r Γ . de waarin r^ en r2/oorspronkelijke stralen van de vertandingen * van de bewegende lichamen 1 en 2 zijn.

15 Het resulterende koppel is de algebraïsche som van en C2.

Men verwezenlijkt de volgende toestand: C^2 = maxi + C0 .; men verkrijgt dan het punt 25 dat zich op de rechte c IïïclXl lijn 21-22 bevindt. Het resulterende koppel C is in <LCb 20 streeppuntlijn weergegeven. Men stelt vast dat het practisch constant is.

Zoals weergegeven op het diagram van fig. 3, treden de twee koppels maxj, en C2 maxi gelijktijdig op; de twee koppels maxi bevinden zich op de horizontale as 26; 25 de hoeken α worden gelezen op de horizontale rechte lijn 27 en de hoeken β op de horizontale rechte lijn 28;

In het beschreven voorbeeld varieert a van-60° tot Λ + 60ƒ ιβ varieert van -90° tot +9o°. De berekening geeft aan dat het resulterende koppel + 1,6% verandert.

30 Men heeft in fig. 4 de koppels en C2 voor hoeken α weergegeven, die veranderen van -180° tot +180°, en hoeken β die veranderen van -270° tot +270°. Het resulterende koppel C verandert weinig voor α > dan 90°, maar verandert enorm voor a > dan 90 .

35 Men heeft in fig 5 een cenrifugaal mechanisme weergegeven dat gelijk is aan dat van de fig. 1 en 2. De twee koppels

Clmaxi en C2 maxi treden gelijktijdig op, maar de draaiing van de bewegende lichamen is niet symmetrisch ten opzichte 81014 9 0 - 5 - ' van de as van de koppels maxi.

α verandert van - 70° tot +50° en 3 verandert van - 105° tot +75^. In dit geval werkt het bewegende lichaam 1 eveneens aan^drijvend en het bewegende lichaam 2 remmend.

5 Men heeft in fig. 6 grafisch de waarden en weer gegeven. Het resulterende koppel C is met streeppuntlijn x> Cd weergegeven; men kan constateren dat het practisch constant is. De berekening geeft aan dat het resulterende koppel + 1,9% verandert.

10 Men heeft in fig. 7 een centrifugaal mechanisme weergegeven dat gelijk is aan dat van de fig. 1 en 2, dat een bewegend aandrijflichaam 1 en het bewegende lichaam 2 omvat, dat dient als rem. Het beweogende aandrijflichaam 1 is in in-grijping met een rondsel 31 dat draait in 32 en vast verbon-15 den is met een wiel 33 dat in ingrijping is met het rondsel 9. Men heeft tussen het bewegende aandrijflichaam en het rondsel een snelheidsvermenigvuldigingsinrichting geplaatst. Het functioneren van dit mechanisme is gelijk aan dat van de bovenbeschreven mechanismen. In al de bovenbeschreven voor-20 beelden is het bewegende aandrijflichaam 1 rechtstreeks in ingrijping met het bewegende remlichaam 2 en de uitgang van het centrifugale mechanisme vindt plaats op de as 10 van een rondsel 9, welke as is geplaatst op de draaias van hetprojectiel.

Het rondsel 9 behoeft echter niet noodzakelijkerwijze 25 op de draaias te zijn geplaatst; het kan bovendien in ingrijping zijn hetzij met het bewegende aandrijflichaam 1 of met het bewegende remlichaam 2. De uitgang van het centrifugale mechanisme kan eveneens plaats vinden hetzij door de as 3 van het bewegende lichaam 1 of door de as 6 van het bewegende 30 lichaam 2.

In fig. 8 is het centrifugaalmechanisme weergegeven, dat het bewegende aandrijflichaam 1, het bewegende remlichaam 2 en het rondsel 9 omvat; de bewegende lichamen 1 en 2 zijn niet rechtstreeks in ingrijping. Hun bewegingen worden gere-geld door tussenkomst van het rondsel 9. Het functioneren is gelijk aan dat van de centrifugale mechanismen die boven zijn beschreven.

In fig. 9 is een centrifugaalmechanisme weergegeven gelijk aan dat van fig, 8, dat het bewegende aandrijflichaam 1, het 40 bewegende remlichaam 2 en het rondsel 9 omvat. De assen van 8101490 5 - 6 - de bewegende lichamen 1 en 2 bevinden zich op een diameter die loopt door het draaipunt 11. Men verwezenlijkt aldus een mechanisme dat symmetrisch is ten opzichte van deze as.

In de beschreven voorbeelden worden de bewegende licha-5 men 1 en 2 gevormd door draaibare massa's. De wielen 1 en 2 kunnen worden vervangen door draaibare getande sectoren. De wielen 1 en 2 kunnen massa’s omvatten, die het mogelijk maken nauwkeurig.de plaats van hun zwaartepunt te bepalen. Alternatief maken gaten (perforatie van het vlak van het wiel) 10 het mogelijk de stand te bepalen van het zwaartepunt.

In fig. 10 is een centrifugaalmechanisme weergegeven dat een tandstang 41 omvat die is geleid in een diametrale-ligplaats 42 van een plaat 43. De as 11 van de plaat is het draaipunt van het projectiel. De tandstang 41 omvat twee in-15 grijpvertandingen 44 en 45. In de ruststand is het zwaartepunt van de tandstang 41 in 46. Na het functioneren bevindt het zwaartepunt zich in 47. De tandstang 41 vervangt het bewegende aandrijflichaam 1 van de voor.gaande voorbeelden.

De vertanding 44 van de . tandstang 41 is in -ingrijping 20 met de vertanding 48 van een getand wiel 49. De vertanding 45 vande tandstang. 41 is in ingrijping met het rondsel 9 dat vast is verbonden met de as 10. Het zwaartepunt van het getande wiel 49 is in de rust in 50. De tandstang 41 verplaatst zich in de richting van de pijl 51. Het getande wiel 25 49 draait in de richting van de pijl 52. De tandstang voert daarom een radiale verplaatsing dj uit en het getande wiel 49 voert een draaiing van +90° tot -90° uit. De draaisnelheid van het projectiel is ω^. De centrifugaalkracht van de tandstang 41 bepaalt op het rondsel 9 een aandrijfkoppel even-30 redig met de straal van het zwaartepunt, dus een lineair koppel, terwijl het centrifugalekoppel van het getande wiel 49 sinusvormig is.

De ligging van het zwaartepunt van het getande wiel 49 is zodanig gekozen dat het centrifugale koppel gelijk is aan 35 nul wanneer de tandstang zich midden in zijn^verplaatsing bevindt, dat wil zeggen wanneer hij een weg heeft afgelegd. Men stelt vast dat bij de aanvang het getande wiel 49 aandrijft en dat het na het draaien van 90° een rem wordt.

Het functioneren van dit centrifugaalmechanisme is gelijk 40 aan dat van de bovenbeschreven mechanismen.

8101490 - 7 - '

Fig. 11 toont in het diagram de centrifugale koppels van de tandstang 41 en van het getande wiel 49. De rechte lijn 53 toont grafisch het aandrijfkoppel van de tandstang fiat zich verplaatst van het punt 46 naar het punt 47. De 5 sinusoïde 54 toont het koppel vein het tandwiel 49. Het resulterende-koppel C is met een streeppuntlijn weergegeven.

Voor een hoek β van 90° toont de berekening dat de variaties v an het resulterende koppel C + 12% zijn. Deze variaties kunnen worden verminderd, indien men de diameter van het 10 tandwiel 49 vergroot, dus als men de waarde van β vermindert,want de sinusoïde nadert steeds meer een rechte lijn.

In fig. 12 is een centrifugaal mechanisme weergegeven, dat een tandstang 41 omvat, die is geleid in een ligplaats 42 van een plaat 43. De as 11 van de plaat is het draaipunt 15 van het projectiel. De tandstang 41 omvat een vertanding 45 die inirgrijping is met het rondsel 49 dat vast is verbonden met de as 10. Het rondsel 9 is in ingrijping met een tandwiel 49. Het functioneren van hd: centrifugaaL-mechanisme is gelijk aan dat van het bovenbeschreven mechanisme. De 20 aandrijvende tandstang is niet rechtstreeks verbonden met het tandwiel 49.

Bij al de beschreven voorbeelden is de gehele draaiboek van het remwiel groter dan de gehele draaihoek van het aan-drijfwiel. Het bewegende aandrijf lichaam zou tijdelijk kun-25 nen dienen als rem terwijl het andere bewegende lichaam tijdelijk zou kunnen aandrijven.

Men heeft getracht een practisch constant koppel te verkrijgen. De beste oplossing wordt verkregen wanneer de koppels maxi van de twee bewegende lichamen gelijktijdig op-30 treden.

De beschreven centrifugale mechanismen kunnen dienen voor het aandrijven van alle soorten mechanismen die worden gebruiktin draaiende schokbuizen zoals regelinrichtingen voor de snelheid met echappement, mechanismen voor vertra-35 ging, voor temporisatie, voor bediening en traagheidsmecha-nismen. Zij kunnen eveneens een electrische generator aandrijven of een wisseistroomgenerator voor het verschaffen van de energie aan de schokbuis waaraan deze behoefte heeft.

De centrifugale mechanismen van het beschreven soort 40 zouden kunnen omvatten een bewegend aandrijflichaam en twee 8101490

# V

- δ - bewegende remlichamen of twee bewegende aandrijflichamen en twee bewegende remlichamen of een willekeurig aantal bewegende aandrijflichamen toegevoegd aan een willekeurig aantal bewegende remlichamen.

5 In de fig. 13 en 14 is het gebruik van een mechanisme volgens fig. 8 als aandrijfinrichting van een temporiseer-mechanisme weergegeven., dat bestemd is om een veiligheidsmechanisme vrij te geven van de ontploffing van een schokbuis voor een draaiend projectiel.

10 De as 10 die vast is verbonden met het getande rondsel 9 draagt het echappementwiel 55 van het temporiseermechanisme, dat aldus in werking wordt gesteld wanneer het rondsel 9 in draaiing wordt gebracht onder de invloed van de centrifugale draaikracht van het projectiel. De tanden van het echappement-15 wiel 55 werken dan samen afwisselend met de cilindrische sectoren 56,57 van de balans 59 na vrijmaking van deze laatste tijdens het afgaan van het schot om de slingeringen daarvan te onderhouden en na een bepaalde tijdsperiode de rotorsas-drager 59 van de schokbuis te ontgrendelen die dan zijn stand 20 voor het ontsteken inneemt op bekende wijze.

-Conclusies- 81014 9 0

Claims (12)

1. Mechanisme voor de schokbuis van een draaiend projectiel in hoofdzaak bestemd om samen te werken met inrichtingen voor het besturen, beveiligen en temporiseren door hun een bepaald koppel te verschaffen onder de invloed van de cen- 5 trifugaalkracht, met het kenmerk, dat het een primair bewegend lichaam (1) en ten minste een bewegend secundair lichaam (2) omvat waarvan de zwaartepunten (5,8) excentrisch zijn gelegen ten opzichte van de draaias van het projectiel en die rechtstreeks of indirect met elkaar in in-10 grijping zijn, waarbij hun twee bewegingen aldus worden geregeld, de twee centrifugale veranderlijke krachten die worden voortgebracht door elk van de bewegende lichamen twee veranderlijke centrifugale koppels bepalen, en dat in de rust de relatieve ligging van de zwaartepunten (5,8) van elk 15 van de bewegende lichamen zodanig is gekozen, dat het resulterende koppel dat de algebraïsche som van de twee centrifugale koppels is, de gewenste gang heeft.

2. Mechanisme volgens conclusie l,met het kenmerk, dat tijdens het grootste gedeelte ten minste van 20 de functioneertijd het bewegende primaire lichaam (1) een positief centrifugaalkoppel verschaft en het secundaire bewegende lichaam (2) een negatief centrifugaalkoppel.

3. Mechanisme volgens conclusie 1, m e t het kenmerk, dat tijdens het grootste gedeelte ten minste van 25 de functioneertijd het bewegende primaire lichaam (1) een positief centrifugaalkoppel verschaft en het secundaire bewegende lichaam (2) een afwisselend positief en negatief of andersom koppel.

4. Mechanisme volgens conclusie l,met het ken-30 m e r k , dat het resulterende koppel uitgeoefend op de as (10) ongeveer constant is.

5. Mechanisme volgens conclusie l,met het kenmerk, dat de as (10) van het getande rondsel samenvalt met de draaias (11) van het projectiel.

6. Mechanisme volgens conclusie 1, m e t het kenmerk, dat het bewegende aandrijflichaam (1) in ingrijping 81 01 4 9 0 * ' - 10 ' is met het getande rondsel (9) door tussenkomst van een snel heids vermenigvuldigingsinrichting (31-33).

7. Mechanisme volgens conclusie 1, m e t het kenmerk, dat het eerste bewegende lichaam (1) in ingrijping is 5 met het tweede bewegende lichaam (2) door tussenkomst van het getande rondsel (9).

8. Mechanisme volgens conclusie 1, m e t het kenmerk, dat ten minste een van de bewegende lichamen (1) een tandwiel is.

9. Mechanisme volgens conclusie l,met het kenmerk, dat ten minste een van de bewegende lichamen een draaibare getande sector is.

10. Mechanisme volgens conclusie l,met het kenmerk, dat ten minste een van de bewegende, lichamen een 15 tandstang (41) is, cfe dwars op de as van de schokbuis verplaatsbaar is.

11. Mechanisme volgens conclusie 1, m e t het kenmerk, dat twee van de bewegende lichamen (41,49) afwisselend functioneren, het éën als aandrijforgaan en het andere 20 als rem en omgekeerd.

12. Mechanisme volgens conclusie 1 of 7,met het kenmerk , dat de as (10) vast verbonden met het getande rondsel (9) het echappementwiel draagt van een balans-temporiseerinrichting van de schokbuis, waarvan hij de aan- 25 drijving verzekert. 81 01490