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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Zurrvorrichtung für
eine auf einem Kampffahrzeug angeordnete Waffenanlage, wobei die
Waffenanlage einen Seitenrichtantrieb und/oder einen Höhenrichtantrieb
aufweist, die jeweils auf einen mit der Waffenanlage verbundenen
Zahnkranz bzw. ein Zahnsegment einwirken.
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Zurrvorrichtungen
für Waffenanlagen auf Fahrzeugen sind grundsätzlich
bekannt.
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Aus
DE 3204721 A1 ist
eine Rohrwaffe mit einem Waffenhöhen- und einem Waffenseitenrichtteil sowie
einer vom Waffenhöhenrichtteil getrennten, voll-automatischen
Ladeeinrichtung bekannt, wobei am Waffenhöhenrichtteil
und am Waffenseitenrichtteil eine Verriege lungseinrichtung vorgesehen
ist, um das Waffenrohr beim Ladevorgang in einer vorgegebenen Indexposition
zu halten.
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Weiterhin
ist aus
DE 3607197
A1 eine Zurrvorrichtung zum Festhalten einer auf einem
Fahrzeug schwenkbar gelagerten Rohrwaffe in einer vorgegebenen Ladeposition
bekannt, die als Blockierung in den Kraftweg zwischen Antriebsmotor
und Waffe eingreift.
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Die
DE 3108368 A1 beschreibt
eine Zurrvorrichtung für den Drehturm eines Fahrzeugs,
bei welcher die Zurrung durch eine kraftschlüssige Blockierung
zwischen Drehturm und dem Fahrzeugaufbau mit Hilfe von Permanentmagneten
bewirkt wird.
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Schließlich
ist in
DE 2851604 A1 ein
Panzerfahrzeug mit einer schwenkbaren Waffe beschrieben, die in
einer Nullstellung mittels einer Zurrvorrichtung festsetzbar ist,
welche eine manuell betätigbare Schalthandhabe aufweist
sowie einen in eine Ausnehmung einrastenden Bolzen.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Zurrvorrichtung für
eine auf einem Kampffahrzeug angeordnete Waffenanlage mit den oben
und im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmalen zu
schaffen, die als zusätzliches Sicherungselement zum Richtantrieb
dient, wenn eine am Richtantrieb angeordnete Haltebremse, bedingt durch äußere
Einflüsse auf die Waffenanlage, die Position der jeweiligen
Antriebsachse nicht mehr halten kann. Die Zurrung soll insbesondere
bei folgenden Betriebszuständen vollautomatisch geschlossen werden:
- 1. Öffnen einer oder mehrerer Luken
des Fahrzeugs im Ruhezustand der Richtanlage;
- 2. Öffnen einer oder mehrerer Luken des Fahrzeugs bei
beliebigem Zustand der Richtanlage, beispielsweise beim Notausstieg;
- 3. Stromausfall in der Versorgungseinrichtung für die
Zurrvorrichtung;
- 4. Stromausfall im Gesamtsystem des Fahrzeugs.
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Die
erfindungsgemäße Zurrvorrichtung soll sicherstellen,
dass die jeweilige Antriebsachse (Höhe/Seite) keine Richtbewegung
mehr ausführt, wenn die Zurrung geschlossen wird.
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Die
Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß mit
den Merkmalen aus dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen
Ansprüchen beschrieben.
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So
kann gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführungsform
der Erfindung die ansteuerbare Vorrichtung zur axialen Verschiebung
der Kupplungsscheibe ein Federelement aufweisen, durch dessen Kraftwirkung
die Kupplungsscheibe aus der geöffneten Stellung in die
Zurrstellung geführt und dort festgehalten wird. Dabei
kann eine elektromechanische Antriebsvorrichtung vorgesehen sein,
die im bestromten Zustand aktiviert ist und in diesem Zustand das
Federelement in dessen gespanntem Zustand festhält und
im deaktivierten Zustand freigibt. Dies bedeutet, dass im Richt-
und Stabilisierungsbetrieb der Waffenanlage die Zurrung durch die
dauerhaft bestromte Antriebsvorrichtung in der Stellung ”Zurrung
offen” gehalten wird. In der Geschlossenstellung greift
die Zurrung direkt in das Antriebselement der jeweiligen Antriebsachse
ein, das beispielsweise als Zahnkranz oder Zahnsegment ausgebildet
sein kann. Eine Unterbrechung der Stromversorung der Zurrvorrichtung
oder der Stromversorgung des Gesamtsystems im Fahrzeug führt
zwingend zum Schließen der Zurrung.
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Es
ist weiterhin möglich, bei der erfindungsgemäßen
Zurrvorrichtung sicherzustellen, dass das Schließen der
Zurrung erst dann erfolgt, wenn keine Winkelgeschwindigkeit an den
Antriebselementen vorhanden ist und somit die Haltebremse der jeweiligen
Antriebsachse wirksam ist. Wie weiter unten anhand eines Ausführungsbeispiels
erläutert, wird dies durch eine auf mechanischem oder elektrischem Wege
erreichte Verzögerung des Auslösens der Zurrvorrichtung
erreicht.
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Im
Folgenden wird anhand der beigefügten Zeichnungen ein Ausführungsbeispiel
für eine Zurrvorrichtung nach der Erfindung näher
erläutert.
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In
den Zeichnungen zeigen:
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1 in
einer teilweise geschnittenen Seitenansicht eine Zurrvorrichtung
für den Höhenrichtantrieb der nicht dargestellten
Waffenanlage eines nicht dargestellten Fahrzeugs;
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2 in
einer perspektivischen Teildarstellung die Zurrvorrichtung nach 1 im
geschlossenen Zustand;
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3 die
Zurrvorrichtung nach 2 in perspektivischer Darstellung
im geöffneten Zustand aus einer anderen Blickrichtung;
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4 in
einer perspektivischen Darstellung die Zurrvorrichtung nach den 1 bis 3 im
geschlossenen Zustand mit in der Endstellung befindlicher Antriebsvorrichtung;
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5 die
Zurrvorrichtung nach 1 bis 4 in anderer
Blickrichtung gesehen im geschlossenen Zustand mit in der Endstellung
befindlicher Antriebsvorrichtung;
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6 die
Zurrvorrichtung nach den 1 bis 5 im geschlossenen
Zustand mit in der Ausgangsstellung befindlicher Antriebsvorrichtung;
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7 die
Zurrvorrichtung nach 1 bis 6 in einer
perspektivischen Darstellung im geschlossenen Zustand mit in der
Ausgangsstellung befindlicher Antriebsvorrichtung;
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8 die
Zurrvorrichtung nach 1 bis 7 in einer
perspektivischen Teildarstellung im geschlossenen Zustand mit in
der Ausgangsstellung befindlicher Antriebsvorrichtung;
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9A und 9B zwei
Ansichten des Schaltrings der Zurrvorrichtung nach 1 bis 8;
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10A, 10B, 10C drei Ansichten der Kupplungsscheibe der Zurrvorrichtung
nach 1 bis 8;
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11 in
einer Schnittdarstellung die zusammengebaute Einheit aus Zahnrad,
Kupplungsscheibe und Schaltring der Zurrvorrichtung nach 1 bis 8.
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12 in
teilweise aufgebrochener Seitenansicht eine Teildarstellung einer
Variante der Zurrvorrichtung für einen Seitenrichtantrieb.
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1 zeigt
in einer teilweise geschnittenen Seitenansicht eine Zurrvorrichtung,
die an einem Zahnsegment Z angreift, welches Teil des Höhenrichtantriebs
einer nicht dargestellten Waffenanlage ist, die in einem ebenfalls
nicht dargestellten Kampffahrzeug installiert ist.
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Ein
Zahnrad 2 greift über ein Zwischenrad 3 in
das Zahnsegment Z ein und läuft somit bei Bewegungen des
Zahnsegments ständig mit. Das Zahnrad 2 ist in
weiter unten näher erläuterter Weise von der Zurrvorrichtung
her blockierbar und hindert in diesem Zustand die weitere Bewegung
des Zahnsegments Z. Die Zurrung ist dann geschlossen.
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Anstelle
des einen Zahnrades 2 können auch zwei oder mehr
derartige Zahnräder vorhanden sein, die alle in das Zahnsegment
oder einen Zahnkranz eingreifen und mitlaufen und die alle gleichzeitig
von der Zurrvorrichtung her blockierbar sind. Die Anordnung kann
von Vorteil sein, wenn größere Massen verzurrt
werden müssen wie etwa bei ei nem weiter unten erläuterten
Seitenrichtantrieb. Die auftretenden Kräfte verteilen sich
dann auf mehrere Zahnräder.
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Das
Zahnrad 2 besitzt an seiner in 1 vom Betrachter
abgewandten Stirnfläche, die in 8 und 11 sichtbar
ist, eine konzentrisch zur Drehachse des Zahnrades angeordnete Zahnleiste, die
eine erste Verzahnung 2.1 darstellt und einen Zahnabstand
aufweist, der um einen vorgegebenen Faktor kleiner ist als der Zahnabstand
am Umfang des Zahnrades 2. Koaxial zur Drehachse des Zahnrades 2 liegt
eine unverdrehbare, aber axial verschiebbare Kupplungsscheibe 4,
die an ihrer dem Zahnrad 2 zugewandten Stirnfläche
eine der ersten Verzahnung 2.1 gegenüberliegende
zweite Verzahnung 4.1 mit gleichem Zahnabstand aufweist
(s. 8, 10A bis 10C, 11).
Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind sowohl die erste
Verzahnung 2.1 als auch die zweite Verzahnung 4.1 als Hirth-Verzahnung
ausgebildet.
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An
der vom Zahnrad 2 abgewandten Stirnfläche der
Kupplungsscheibe 4 sind Steuernocken 4.2 angeordnet
und koaxial zur Kupplungsscheibe 4 ist ein Schaltring 5 angeordnet,
der in den 7, 8, 9A, 9B und 11 genauer
zu erkennen ist. Der Schaltring 5 ist drehbar, aber in
axialer Richtung unverschiebbar angeordnet. An seiner der Kupplungsscheibe 4 zugewandten
Seite ist er mit Steuerflächen 5.1 versehen, die
mit den Steuernocken 4.2 der Kupplungsscheibe 4 bei
einer Verdrehung des Schaltrings 5 im Sinne einer axialen
Verschiebung der Kupplungsscheibe 4 zusammenwirken.
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Somit
ist das Zahnrad 2 blockierbar, indem der Schaltring 5 in
eine Stellung verdreht wird, in welcher über die Steuerflächen 5.1 und
die Steuernocken 4.2 die Kupplungsscheibe 4 gegen
die Kraft einer Rückstellfeder 6 (s. 11)
in die Stellung verschoben wird, in der die Verzahnungen 4.1 und 2.1 ineinandergreifen.
In dieser Stellung ist die Zurrung geschlossen.
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Die
Kupplungsscheibe 4 ist in dem das Zahnrad 2 und
das Zwischenrad 3 umgebenden Gehäuse 1.1 derart
elastisch gelagert, dass ein Drehwinkel, der einer halben Zahnteilung
der Hirth-Verzahnung entspricht, ausgeglichen werden kann, so dass selbst
bei ungünstigster Halteposition der Hirth-Verzahnung 2.1 des
Zahnrades 2 hierdurch ein sicheres Eingreifen der Verzahnung 4.1 der
Kupplungsscheibe 4 und somit ein Schließen der
Zurrung sichergestellt ist. Dies geschieht in folgender Weise. Die
unverdrehbare, axial verschiebbare Kupplungsscheibe 4 sitzt,
wie den 10A und 10C zu
entnehmen, mit vorgegebenem Winkelspiel 7.1 (10C) auf einer Vielkeilwelle 7, die fest
im Gehäuse 1.1 gelagert ist. Die Kupplungsscheibe 4 besitzt,
wie den 2 und 10A zu
entnehmen, an ihrem Umfang einen radial nach außen verlaufenden
Stift 4.3, der zwischen den Enden zweier Schraubenfedern
enthaltenden Rückstelleinheiten 18.1 und 18.2 angeordnet ist.
Dies hat zur Folge, dass die Kupplungsscheibe 4 beim Aufeinandertreffen
der Verzahnungen 4.1 und 2.1 gegen die elastische
Kraft der Rückstelleinheiten 18.1 und 18.2 im
Rahmen des Winkelspiels 7.1 verdrehbar ist, so dass die
Verzahnungen sicher ineinandergreifen können. Auf diese
Weise werden äußere Kräfte bzw. Drehmomente
auf die jeweilige Antriebsachse bei geschlossener Zurrung auf das
stets im Eingriff befindliche Zahnrad 2 und somit über
die ineinandergreifenden Verzahnungen 2.1 und 4.1 auf die
Kupplungsscheibe 4 und von dieser auf die Vielkeilwelle 7 übertragen,
die im Gehäuse 1.1 drehwinkelfest eingebaut ist.
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Das
Restspiel der richtbaren Masse beträgt bei geschlossener
Zurrung maximal eine Zahnbreite der Hirth-Verzahnung plus dem Zahnflankenspiel
des in das Zahnsegment Z eingreifenden Zahnrades.
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Zur
Betätigung des Schaltrings 5 besitzt dieser einen
Hebelarm 5.2, über den er mit einer Schubleiste 9 gekoppelt
ist, die in einer linearen Führung innerhalb eines Rahmens 1 der
Zurrvorrichtung verschiebbar ist. Das Koppelelement 5.21 ist
in einem Schlitz 1.2 des Rahmens 1 geführt.
Die Schubleiste 9 steht unter der Kraftwirkung eines ersten
Federelements 8, durch welches sie in einem freigegebenen Zustand
in die Stellung gedrückt wird, in welcher der Schaltring 5 in
einer Stellung steht, in der die Zurrung wie oben beschrieben geschlossen
ist. Die Schubleiste 9 besitzt eine Verzahnung 9.1,
in welche das Abtriebsrad 10.1 (2) einer
elektromechanischen Antriebsvorrichtung 10 eingreift, die
im bestromten Zustand aktiviert ist, d. h. im bestromten Zustand
der Antriebsvorrichtung 10 wird das Abtriebsrad 10.1 gegen
die Kraftwirkung des Federelements 8 festgehalten. Bei
Stromausfall oder einem Signal, welches die Antriebsvorrichtung 10 vom
aktivierten in den deaktivierten Zustand schaltet, wird das Abtriebsrad 10.1 freigegeben
und die Schubleiste 9 kann sich grundsätzlich
unter der Kraftwirkung des ersten Federelements 8 in den 1 bis 6 nach
rechts bewegen, wobei der Schaltring 5 in der oben erläuterten Weise
in die Stellung gebracht wird, in der die Zurrung geschlossen ist.
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Eine
Entzurrung kann automatisch erfolgen, indem mittels der Antriebsvorrichtung 10 über
das Abtriebsrad 10.1 und die Verzahnung 9.1 die
Schubleiste wieder in eine Stellung verschoben wird, in der unter
Erzeugung einer Vorspannung am Federelement 8 der Schaltring 5 in
eine Stellung bewegt wird, in der die Zurrung geöffnet
ist. Zur Erfassung der Stellungen der Schubleiste 9 ”Zurrung
geschlossen” und ”Zurrung geöffnet” dienen
am Verschiebungsweg der Schubleiste 9 angeordnete Sensoren 11 und 12,
die entsprechende elektrische Signale abgeben.
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Eine
Verzögerung der Führung der Zurrung in den geschlossenen
Zustand, um sicherzustellen, dass das Schließen erst erfolgt,
wenn keine Winkelgeschwindigkeit an den Antriebselementen vorhanden
ist, kann grundsätzlich auf elektrischem Wege über
einen Kondensator erfolgen.
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Im
dargestellten Ausführungsbeispiel ist eine mechanische
Verzögerung vorgesehen, die folgendermaßen aufgebaut
ist.
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Die
Antriebsvorrichtung 10 ist auf dem Gehäuserahmen 1 in
Richtung des Verschiebungsweges der Schubleiste 9 verschiebbar
angeordnet. Hierzu ist sie auf einem Schlitten 10.2 angeordnet, der
in einer Führung 10.3 am Gehäuse 1 geführt
ist (7). Der Schlitten 10.2 steht unter der
Kraftwirkung eines zweiten Federelements 13, dessen Kraftwirkung
die Tendenz hat, den Schlitten 10.2 und damit die Antriebsvorrichtung 10 in
einer Richtung zu bewegen, die in den 1 bis 6 nach
links verläuft, d. h. entgegengesetzt zur Bewegungsrichtung der
Schubleiste 9 beim Schließen der Zurrung.
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An
dem in den 1 bis 6 linken
Ende der Schubleiste 9 befindet sich eine Ausnehmung 9.2 (1),
in welche mittels eines Hakens der eine Hebelarm 14.1 eines
zweiarmigen, am Gehäuse gelagerten Schwenkhebels 14 eingreift,
dessen anderer Hebelarm 14.2 im Verschiebungsweg eines
am Schlitten 10.2 angeordneten Steuerelements 15 liegt und
durch dieses Steuerelement betätigbar ist, wenn der Schlitten 10.2 unter
der Kraftwirkung des Federelements 13 in den 1 bis 6 nach
links verschoben wird. Erst wenn das Steuerelement 15 auf den
Hebelarm 14.2 trifft, wird der Hebelarm 14.1 entarretiert
und die Schubleiste 9 freigegeben, die dann in der bereits
geschilderten Weise unter der Einwirkung des Federelements 8 verschoben
wird und das Schließen der Zurrung bewirkt. Dieser Zustand
bei geschlossener Zurrung ist in den 4 und 5 zu
erkennen, wobei sich der Schlitten 10.2 mit der Antriebsvorrichtung 10 noch
in der Endposition in den Fig. links befindet. In 6 ist
dargestellt, wie der Schlitten 10.2 durch Antriebsvorrichtung 10 unter Erzeugung
der Vorspannung am zweiten Federelement 13 wieder in die
Ausgangsposition zurückgeführt ist. Die jeweilige
Stellung der Antriebsvorrichtung 10 wir von einem Sensor 17 erfasst.
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Eine
Rückführung der Zurrvorrichtung aus der geschlossenen
in die geöffnete Stellung ist auch auf rein manuellem Wege
möglich.
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Hierzu
dient eine Rückholvorrichtung 16, die einen beispielsweise
an einer Seitenwand F des Fahrzeugs angeordneten Kurbeltrieb 16.1 aufweist, durch
den über ein Schraubgetriebe 16.2 eine Zugstange 16.3 in
axialer Richtung bewegbar ist. Die Zugstange 16.3 liegt
im Wesentlichen fluchtend zur Schubleiste 9. Die Schubleiste 9 ist
auf einer verschiebbaren Zugleiste 16.4 (s. 4 bis 6)
angeordnet, welche eine Schlitzführung 16.5 aufweist, in
die ein nicht dargestellter Stift an der Unterseite der Schubleiste 9 eingreift.
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Wenn
durch Betätigung des Kurbeltriebs die Zugleiste 16.4 in
Richtung auf das Schraubgetriebe 16.2 herausgezogen wird,
wird nach Durchlaufen der Schlitzführung 16.5 die
Schubleiste 9 mitgenommen und in die Stellung zurückgeführt,
in welcher die Zurrung geöffnet ist. Wenn die Arretierung
durch den Schwenkhebel 14 bewirkt ist, kann die Zugleiste 16.4 wieder
eingeschoben werden.
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Im
Folgenden wird der Ablauf des Schließvorganges der Zurrung
noch einmal erläutert.
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Die
Zurrvorrichtung befindet sich zunächst in der in den 1 und 3 dargestellten
geöffneten Stellung der Zurrung. Die Schubleiste 9 wird
gegen die Kraftwirkung des ersten Federelements 8 mittels des
Hebelarms 14.1 der Arretiervorrichtung festgehalten. Der
Schlitten 10.2 und mit ihm die Antriebsvorrichtung 10 stehen
in den 1 und 3 in der rechten Ausgangsstellung
und werden gegen die Kraftwirkung des zweiten Federelements 13 im
bestromten Zustand über das in die Verzahnung 9.1 eingreifende
Abtriebsrad 10.1 festgehalten. Wird nun die Bestromung
der Antriebsvorrichtung 10 unterbrochen, so hält
das Abtriebsrad 10.1 den Schlitten 10.2 nicht
mehr fest und dieser bewegt sich zusammen mit der Antriebsvorrichtung 10 unter
der Kraftwirkung des zweiten Federelements 13 aus der in 1 bis 3 dargestellten
Stellung nach links in eine Endstellung, in der das Steuerelement 15 auf
den Hebelarm 14.2 des Schwenkhebels 14 auftrifft,
diesen verschwenkt und somit die Arretierung der Schubleiste 9 löst.
Durch den Weg des Schlitzes 10.2 bis zum Lösen
der Arretierung der Schubleiste 9 ist die Verzögerung
des Ansprechens der Zurrvorrichtung bestimmt. Sobald die Arretierung
durch den Schwenkhebel 14.1 gelöst ist, bewegt
sich die Schubleiste 9 unter der Wirkung des ersten Federelements 8 nach
rechts in die in den 4 bis 6 dargestellte
Stellung, was zur Folge hat, dass der Schaltring 5 in der
Weise verdreht wird, dass die Kupplungsscheibe 4 in die Stellung
bewegt wird, in welcher die Verzahnungen 4.1 und 2.1 ineinander
eingreifen, wodurch das Zahnrad 2 und mit ihm das Zwischenrad 3 blockiert
werden und eine weitere Verschwenkung des Zahnsegments Z nicht mehr
möglich ist. Die Zurrung ist geschlossen.
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12 zeigt
einen Teil einer Zurrvorrichtung für einen Seitenrichtantrieb,
die im Prinzip genauso aufgebaut ist wie die oben beschriebene Zurrvorrichtung
für den Höhenrichtantrieb einer Waffe. In 12 sind
der Ausführungsform nach den 1 bis 11 entsprechende
Teile mit den gleichen Bezugsziffern unter Hinzufügung
eines oder zweier Apostrophstriche bezeichnet. In den Zahnkranz
Z' des Richtantriebs greifen zwei nebeneinanderliegende achsparallele
Zahnräder ein, von denen das eine Zahnrad 2' zu
sehen ist, während das zweite Zahnrad abgenommen ist, um
die dahinterliegende Kupplungsscheibe 4'' sichtbar zu machen.
Die Kupplungsscheibe 4'' sitzt wiederum mit vorgegebenem
Winkelspiel verschiebbar auf einer Vielkeilwelle 7''. Die
nicht sichtbaren Schaltringe sind über Hebelarme 5.2' und 5.2'' mit
einer Schubleiste 9' gekoppelt, die unter der Kraftwirkung
des ersten Federelements 8' steht. Bei dieser Zurrvorrichtung
besitzt die Kupplungsscheibe 4'' an zwei einander gegenüberliegenden
Stellen des Umfangs radial nach außen ragende Stifte 4.3'',
die jeweils zwischen Rückstelleinheiten 18.1'' und 18.2'' angeordnet
sind und in der be reits oben beschriebenen Weise eine Verdrehmöglichkeit
der Kupplungsscheibe 4.2' im Rahmen des vorgegebenen Winkelspiels
gegen die elastische Kraft der Rückstelleinheiten 18.1'' beziehungsweise 18.2'' sicherstellen.
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Durch
die Verwendung von zwei in den Zahnkranz Z' eingreifenden Zahnrädern
ist, wie oben erwähnt, sichergestellt, dass die auftretenden
Kräfte auf die beiden Zahnräder verteilt werden.
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In
den übrigen Teilen ist die Zurrvorrichtung analog aufgebaut
wie die Zurrvorrichtung nach den 1 bis 11.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 3204721
A1 [0003]
- - DE 3607197 A1 [0004]
- - DE 3108368 A1 [0005]
- - DE 2851604 A1 [0006]