DE102012001537B4

DE102012001537B4 - Anordnung eines Antriebs zur Kompensation von Rückstoßeffekten

Info

Publication number: DE102012001537B4
Application number: DE201210001537
Authority: DE
Inventors: Markus Endhart
Original assignee: Rheinmetall Landsysteme GmbH
Current assignee: Rheinmetall Landsysteme GmbH
Priority date: 2012-01-27
Filing date: 2012-01-27
Publication date: 2014-07-10
Anticipated expiration: 2032-01-28
Also published as: DE102012001537A1

Abstract

Lafette oder Turmsystem (1) mit einer höhenrichtbaren Masse (3), umfassend zumindest eine Waffe (3a), die über zumindest einen Antrieb (2), welcher sich an dem Lafetten- oder Turmsystem (1) abstützt, in Elevation gerichtet werden kann, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb (2) auf einer Grundplatte (1d) des Lafetten- bzw. Turmsystems (1) montiert und der Antrieb (2) in Schussrichtung möglichst weit vor der Elevationsachse (E) angeordnet ist, sodass eine Verschiebung der höhenrichtbaren Masse (3) entgegen der Schussrichtung zu einem Abheben der Verzahnung zwischen einem Antriebsritzel (2c) des Antriebs (2) und einem Zahnsegment (3d) des Lafetten- bzw. Turmsystems (1) führt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung eines Elevationsantriebs, der zum Richten einer Waffe dient, wobei die Anordnung die Kompensation von dynamischen Rückstoßeffekten bewirken soll. Vorgeschlagen wird, den Antrieb auf eine relativ steife Grundplatte zu montieren und diese Anordnung möglichst weit vor der Elevationsachse einzubinden.
Turmsysteme sind mit Antrieben versehen, die es ermöglichen die Waffe bzw. die richtbaren Massen um ihre Elevationsachse auszurichten zur Positionierung der Waffe in der Höhe. Das Richten in Azimut erfolgt häufig durch den Turm oder eine Lafette etc.
Moderne Turmsysteme stabilisieren die Waffe sowohl in der Elevationsachse als auch in der Seitenachse, um auch während der Fahrt eine hohe Trefferwahrscheinlichkeit zu ermöglichen.
Bei den Turmsystemen wurde häufiger festgestellt, dass insbesondere der Elevationsantrieb durch auftretende Reaktionsmomente überlastet werden können und sich dadurch nach einem Schuss ein Positionsfehler der höhenrichtbaren Massen einschleichen kann. Dieses Problem entsteht, da die Waffe vor der Zuführung der Patrone in ihrer Nullposition gehalten werden muss. Damit verbunden werden zur Erzielung einer geforderten Kadenz der Rücklaufweg der Waffe gering gehalten und die Rücklauffedern mit einer hohen Vorspannung belastet. Dadurch wird jedoch eine ungewöhnlich hohe Rückstoßkraft in sehr kurzer Zeit in lafettierte (Turm-)Struktur eingeleitet. Diese Charakteristik der Rückstoßkraft erzeugt eine ruckartige Verformung der Turmstruktur, während die trägheitsbehafteten höhenrichtbaren Massen in ihrer Ursprungsgeschwindigkeit verharren wollen. Dadurch entsteht ein Reaktionsmoment um die Elevationsachse, das vom Elevationsantrieb aufgefangen werden muss.
Ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Erhöhung der Treffergenauigkeit beschreibt die DE 10 2007 044 732 A1 . Die Vorrichtung umfasst Mittel, die in Waffenrohrquerschnitten eingebunden sind und die Rohrschwingungen des Waffenrohres messen. Aus den dabei ermittelten Werten werden in Abhängigkeit mit hinterlegten Prognosen dann fallweise Korrekturwerte zumindest an den Richtantrieb gegeben.
Ein weiteres Verfahren zur Stabilisierung einer Waffenanlage ist der DE 43 17 935 C2 entnehmbar. Hierbei werden durch einen Sensor als Kraftmesseinrichtung die durch Stör- und/oder Richtbewegungen ausgelösten elastischen Verformungen der jeweiligen Antriebsmechanik und/oder deren Aufnahmevorrichtungen erfasst und korrigiert.
Die DE 36 42 628 A1 betrifft eine Unbalance-Ausgleichsvorrichtung für eine Waffenanlage. Dabei wird das Unbalance-Moment durch Federsysteme oder einen an ein Hydraulik-Speichersystem angeschlossenen Linearzylinder ausgeglichen. Diese Vorrichtung unterstützt das Höhenrichten der Waffe.
Aus der AT 78 753 B ist eine Richtvorrichtung für Flugzeugabwehrgeschütze bekannt. Diese besitzen eine Höhenrichtmaschine mit getrenntem Antrieb für Zielhöhen- und Entfernungswinkel und eine Seitenrichtmaschine mit getrenntem Antrieb für Zielseitenwinkel und Seitenverschiebungswinkel. Beide Antriebe der Höhenrichtmaschine als auch der Seitenrichtmaschine können gleichzeitig oder in beliebiger Aufeinanderfolge betätigt werden.
Hier stellt sich die Erfindung die Aufgabe, eine Möglichkeit aufzuzeigen, die in einfacher Art und Weise vorstehender Problematik insbesondere in Bezug auf die unerwünschte Krafteinleitung auf einen Elevationsantrieb gerecht wird, indem die Reaktionsmomente bei der Schussabgabe an den Antrieb unterbunden werden.
Gelöst wird die Aufgabe durch die Merkmale des Patentanspruchs 1, Vorteilhafte Ausgestaltungen finden sich in den Unteransprüchen.
Der Erfindung liegt die Idee zugrunde, dass die Auswirkungen der Rückstoffkräfte einer lafettierten Waffe nicht vom Elevationsantrieb aufgenommen bzw. gehalten werden. Vorgesehen ist eine Entlastung des Elevationsantriebs. Die Idee wird dadurch verwirklicht, dass eine mechanische Entkoppelung des Antriebs von der jeweiligen Lafetten- oder Turmstruktur vorgenommen wird.
In Durchführung der Idee wird nunmehr eine Anordnung des Antriebes auf einer Grundplatte der Lafetten- oder Turmstruktur vorgesehen, weil diese relativ steif ist zu den oberen Bereichen und deshalb wenig bzw. kleine Winkeländerungen bzw. Winkeldifferenzen zwischen den höhenrichtbaren Massen und dem Elevationsantrieb und somit nur ein geringer Reaktionsmoment im Antrieb entsteht. Der Antrieb ist dabei in Schussrichtung vor der Elevationsachse angeordnet, so weit weg wie möglich, damit eine Verschiebung der hähenrichtbaren Massen entgegen der Schussrichtung zu einem Abheben der Verzahnung zwischen einem Antriebsritzel des Antriebs und einem Zahnsegment der höhenrichtbaren Masse führt. Durch diese Anordnung wird verhindert, dass Momente über den Antrieb abgestützt werden. Diese Sichtweise betrifft insbesondere die Entstehung von Reaktionsmomenten durch turmseitige Verformungen. Zwei Effekte dieser Anordnung sind, ein Abheben der Verzahnung und ein kleiner Winkelfehler, weil der Antrieb auf relativ steifer Grundplatte angeordnet ist.
Anhand eines Ausführungsbeispiels mit Zeichnung soll die Erfindung näher erläutert werden.
Es zeigt:
1 ein Grundprinzip nach dem Stand der Technik,
2 eine konkrete Ausführungsform der Idee.
1 zeigt in einer allgemeinen Darstellung einen Turm 1 (Lafette oder Turmstruktur) mit einer Waffe 3a, die in Elevation E und Azimut S geschwenkt bzw. gedreht werden kann. Bei einer Schussabgabe treten Kräfte F auf und führen zu einer Verformung V der Turmstruktur 1, an der sich zumindest ein Antrieb 2 zum Richten der Waffe 3a in Elevation abstützt.
Die Turmstruktur 1 ist über ein Seitendrehlager 1e mit dem Fahrzeug (nicht näher dargestellt) verbunden. Es ermöglicht über einen Seitenrichtantrieb (nicht näher dargestellt) die horizontale Ausrichtung des Systems um die Seitendrehachse S. Das Seitendrehlager 1e wird über eine Grundplatte 1d (vereinfacht dargestellt) beispielsweise verschraubt und ist somit an eine Turmhülle 1a angebunden. Den vorderen Bereich bilden eine Stirnwand 1c und Seitenwangen 1b, in denen sich die Elevationslager befinden. Die höhenrichtbare Masse 3 beinhaltet einen Waffenträger 3b, der über die Innerringe des Elevationslagers 3c um die Elevationsachse E drehbar gelagert ist. Zu der höhenrichtbaren Masse 3 gehören auch die im Waffenträger 3b montierte Waffe 3a sowie ein Zahnsegment 3d. 2 zeigt zudem nähere Details des Entkoppelungssystems. Der Antrieb 2 umfasst hierbei eine Schnittstelle 2a, eine Motor/Getriebeeinheit 2b sowie ein Antriebsritzel 2c.
Die Dachstruktur 1.1 der Turmstruktur 1 (oder Lafette) ist ihrerseits im Vergleich zum unteren Bereich 1.2 mit seinem Seitendrehlager 1a relativ weich, sodass dieses sich tendenziell mehr verformt als die untere. Die höhenrichtbaren Masse 3 mit ihrem Massenträgheitsmoment setzt der Verformung ein Moment entgegen, wodurch das Haltemoment des Antriebs 2 überschritten werden kann, es bildet sich ein Winkelfehler a.
Um zu verhindern, dass dieser Winkelfehler a beim Rückgang der Rückstoßkraft auf die Ausrichtung der Waffe 3a Auswirkung hat, ist vorgesehen, die Entlastung des Antriebs 2 durch eine optimierte Anordnung des Antriebs 2 zu schaffen.
So wird eine Möglichkeit darin gesehen, die Entstehung von Reaktionsmomenten im Antrieb 2 dadurch zu unterbinden, dass die Anordnung des Antriebs 2 auf der Grundplatte 1d der Lafetten- bzw. Turmstruktur 1 vorgenommen wird (2). Der Antrieb 2 wird dabei in Schussrichtung möglichst weit vor der Elevationsachse angeordnet. Damit führt eine Verschiebung der höhenrichtbaren Masse 3 entgegen der Schussrichtung zu einem Abheben der Verzahnung zwischen dem Antriebsritzel 2c und dem Zahnsegment 3d. Diese Anordnung verhindert, dass sich Momente über den Antrieb 2 abstützen. Zum anderen wird der Winkelfehler zwischen höhenrichtbarer Masse 3 und Antriebsritzel 2c durch Anordnung des Antriebs 2 auf der relativ steifen Grundplatte 1d verringert.

Claims

Lafette oder Turmsystem (1) mit einer höhenrichtbaren Masse (3), umfassend zumindest eine Waffe (3a), die über zumindest einen Antrieb (2), welcher sich an dem Lafetten- oder Turmsystem (1) abstützt, in Elevation gerichtet werden kann, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb (2) auf einer Grundplatte (1d) des Lafetten- bzw. Turmsystems (1) montiert und der Antrieb (2) in Schussrichtung möglichst weit vor der Elevationsachse (E) angeordnet ist, sodass eine Verschiebung der höhenrichtbaren Masse (3) entgegen der Schussrichtung zu einem Abheben der Verzahnung zwischen einem Antriebsritzel (2c) des Antriebs (2) und einem Zahnsegment (3d) des Lafetten- bzw. Turmsystems (1) führt.
System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Lafetten- bzw. Turmstruktur (1) über ein Seitendrehlager (1e) mit dem Objekt, wie beispielsweise einem Fahrzeug, verbunden ist, wobei das Seitendrehlager (1e) mit der Grundplatte (1d) beispielsweise verschraubt und somit an eine Turmhülle (1a) angebunden ist.
System nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass im vorderen Bereich eine Stirnwand (1c) und Seitenwangen (1b) eingebunden sind, in denen sich Elevationslager befinden.
System nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die höhenrichtbare Masse (3) einen Waffenträger (3b) für die Waffe (3a) beinhaltet, der über Innerringe (3c) des Elevationslagers um die Elevationsachse (E) drehbar gelagert ist.
System nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb (2) eine Schnittstelle (2a), eine Motor/Getriebeeinheit (2b) sowie das Antriebsritzel (2c) umfasst.