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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Signalübertragung zwischen mindestens zwei Sender-/Empfänger-Einheiten in einem militärischen Fahrzeug über eine vorgegebene Anzahl Leiterbahnen eines Schleifrings, der zwischen einer Fahrzeugwanne und einem drehbar mit der Fahrzeugwanne verbundenen Turm angeordnet ist. Zudem betrifft die Erfindung eine entsprechende Vorrichtung zur Signalübertragung.
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Militärische Fahrzeuge weisen häufig eine Fahrzeugwanne auf, in der die Antriebs- und Steuerungsvorrichtungen des Fahrzeugs angeordnet sind. Auf dieser Fahrzeugwanne ist dabei meist ein drehbarer Turm angeordnet, der unter anderem die Hauptbewaffnung des Fahrzeugs aufweist, so dass die Waffe unabhängig von der Fahrtrichtung des Fahrzeugs gerichtet werden kann.
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Zwischen Fahrzeugwanne und Turm ist zentrisch zur Drehbewegung des Turms ein sogenannter Schleifring angeordnet, über welchen zwischen den beiden gegeneinander verdrehbaren Fahrzeugelementen elektrische Signale übertragen werden können, z. B. zur Kommunikation zwischen Wanne und Turm. Der Schleifring weist dafür Leiterbahnen auf, die beabstandet zueinander an dem Schleifring angeordnet sind und auf welchen jeweils eine Schleifbürste gleiten kann. Dabei ist es üblich, dass die einzelnen Schleifbürsten mit dem drehbaren Turm und der Schleifring mit der Fahrzeugwanne verbunden sind. Bei einer Drehung des Turms, gleiten die Schleifbürsten über ihre entsprechenden Leiterbahnen, so dass eine Signalübertragung zwischen Fahrzeugwanne und Turm gewährleistet ist.
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Militärische Fahrzeuge werden in der Regel für eine Laufzeit von mehreren Jahrzehnten eingesetzt. Denn es hat sich herausgestellt, dass es besonders in wirtschaftlicher Hinsicht vorteilhaft ist, bestehende Fahrzeuge bei Bedarf umzurüsten oder mit neuer Technik auszurüsten, anstatt gesamte Fahrzeuge neu zu konzipieren. Aus diesem Grund werden auch an die eingangs beschriebene Signalübertragung zwischen Fahrzeugwanne und Turm immer höhere Anforderungen gestellt. Denn oft werden Türme mit weiteren Waffen, Optiken, Sensoren oder sonstigen Geräten nachgerüstet und verbessert, so dass insgesamt eine Vielzahl von Signalen übertragen werden muss.
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Die entsprechenden Schleifringe weisen nur eine bestimmte und vordefinierte Anzahl Leiterbahnen auf, die bei der Herstellung des Fahrzeugs vorgesehen werden und nur mit erheblichem Aufwand geändert bzw. erweitert werden können. Zudem werden neben der Signalübertragung auch Leiterbahnen zur Übertragung von elektrischer Energie benötigt, so dass sich insbesondere bei der Aufrüstung von Fahrzeugen mit am Turm angeordneten Geräten das Problem ergibt, dass zur Signalübertragung nicht genügend Leiterbahnen vorhanden sind.
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Ausgehend davon stellt sich die Erfindung die Aufgabe, ein Verfahren anzugeben, mit welchem Signale zwischen einer Fahrzeugwanne und einem Turm über eine geringe Anzahl Leiterbahnen übertragen werden können.
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Diese Aufgabe wird bei einem eingangs beschriebenen Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind Bestandteil der abhängigen Ansprüche.
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Erfindungsgemäß werden Signale von der ersten Sender-/Empfänger-Einheit über eine bestimmte Anzahl von ersten Zuleitern zu einer ersten Konvertierungseinheit zur Konvertierung der Signale geleitet, wobei die erste Konvertierungseinheit die Signale derart konvertiert, dass diese über eine bestimmte Anzahl von ersten Verbindungsleitern geleitet werden können, wobei die Anzahl der ersten Verbindungsleiter geringer ist als die Anzahl der ersten Zuleiter und wobei die Signale von der ersten Konvertierungseinheit über die ersten Verbindungsleiter zu den Leiterbahnen des Schleifrings geleitet werden.
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Dadurch, dass die Anzahl an Verbindungsleitern geringer ist als die Anzahl an Zuleitern, werden für die Übertragung von Signalen zwischen Fahrzeugwanne und Turm insgesamt weniger Leiterbahnen des Schleifrings benötigt. Es ist beispielsweise möglich, dass die Anzahl der ersten Zuleiter größer ist als die Anzahl vorhandener Leiterbahnen des Schleifrings und/oder diese größer als die Anzahl der für die Signalübertragung zur Verfügung stehenden Leiterbahnen des Schleifrings ist. Daher kann es sein, dass die ersten Zuleiter nicht direkt mit den Leiterbahnen des Schleifrings verbunden werden können oder nicht alle Signale übertragen werden können. Die Anzahl an ersten Verbindungsleitern ist geringer als die Anzahl an ersten Zuleitern und geringer oder identisch mit der Anzahl der Leiterbahnen des Schleifrings oder mit der Anzahl der zur Signalübertragung zur Verfügung stehenden Leiterbahnen des Schleifrings. Die ersten Verbindungsleiter können demnach mit den Leiterbahnen des Schleifrings verbunden werden.
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Es hat sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn die Signale von den Leiterbahnen des Schleifrings über eine bestimmte Anzahl von zweiten Verbindungsleitern zu einer zweiten Konvertierungseinheit geleitet werden, wobei die Anzahl der zweiten Verbindungsleiter und die Anzahl der ersten Verbindungsleiter insbesondere gleich ist. Es ist möglich, dass beide Konvertierungseinheiten die Signale auf gleiche Weise konvertieren können, so dass die Signale von der ersten Konvertierungseinheit konvertiert und von der zweiten Konvertierungseinheit auf entsprechende Weise zurückkonvertiert werden können. Es ist jedoch auch möglich, dass beide Konvertierungseinheiten die Signale sowohl konvertieren als auch zurückkonvertieren können. Die Konvertierungseinheiten können die Signale komprimieren, expandieren, zusammenfassen, falten, überlagern, polarisieren oder auf eine andere Art konvertieren oder zurückkonvertieren, so dass diese auch über eine geringere Anzahl an Leitern geleitet werden können. Die in den Signalen enthaltenen Informationen bleiben dabei insbesondere erhalten.
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Weiterhin hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn die zweite Konvertierungseinheit die Signale derart konvertiert, dass diese über eine bestimmte Anzahl von zweiten Zuleitern leitbar sind, wobei die Anzahl der zweiten Zuleiter größer ist als die Anzahl der zweiten Verbindungsleiter. Die Signale in den zweiten Zuleitern können den Signalen in den ersten Zuleitern entsprechen, wobei die Signale jedoch auch unterschiedlich sein können. Die Signale können von den Konvertierungseinheiten derart konvertiert werden, dass die in den Signalen enthaltenen Informationen in den ersten Zuleitern und in den zweiten Zuleitern gleich sind. Die Signale können derart konvertiert und zurückkonvertiert werden, dass die an den ersten Zuleitern anliegende Spannung und die an den zweiten Zuleitern anliegende Spannung gleich sind.
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Ferner ist es vorteilhaft, wenn die Signale von der zweiten Konvertierungseinheit über die zweiten Zuleiter zu der zweiten Sender-/Empfänger-Einheit geleitet werden. Die Signale können an der zweiten Sender-/Empfänger-Einheit derart ankommen, wie sie bei der ersten Sender-/Empfänger-Einheit ausgesendet wurden. Die Signale können dementsprechend derart auf die zweite Sender-/Empfänger-Einheit wirken, als ob diese direkt mit der ersten Sender-/Empfänger-Einheit verbunden ist und die Signale nicht konvertiert würden. Die Signale können jedoch auch unterschiedlich sein, wobei die in den Signalen enthaltenen Informationen insbesondere erhalten bleiben.
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Durch das erfindungsgemäße Verfahren können mehrere Signale über eine vorgegebene Anzahl an Leiterbahnen übertragen werden. Dadurch, dass durch die Konvertierungseinheiten neben der Kommunikation nun auch weitere Signale in die Übertragung integriert werden können, können auch auf einfache Weise zusätzliche Geräte nachgerüstet werden. Beispielsweise können diese Nachrüstgeräte mit dem entsprechenden Turmnetzwerk verbunden werden und dann auch mit dem Netzwerk der Fahrzeugwanne kommunizieren.
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Zur Lösung der genannten Aufgabe wird zudem eine Vorrichtung der eingangs genannten Art vorgeschlagen, bei der die erste Sender-/Empfäner-Einheit über eine bestimmte Anzahl von ersten Zuleitern mit einer ersten Konvertierungseinheit zur Konvertierung der Signale verbunden ist, wobei mittels der ersten Konvertierungseinheit die Signale derart konvertierbar sind, dass diese über eine bestimmte Anzahl von ersten Verbindungsleitern leitbar sind, wobei die Anzahl von ersten Verbindungsleitern geringer ist als die Anzahl von ersten Zuleitern und wobei die erste Konvertierungseinheit über die ersten Verbindungsleiter mit den Leiterbahnen des Schleifrings verbunden ist. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind Teil der abhängigen Ansprüche, wobei sich auch die bereits in Bezug auf das Verfahren erläuterten Vorteile ergeben.
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Die erste Sender-/Empfänger-Einheit kann in der Fahrzeugwanne angeordnet sein und beispielsweise über eine Netzwerkverbindung mit einem Feuerleitrechner, mit Eingabe- und/oder Anzeigegeräten oder mit sonstigen Steuerungs- oder Überwachungseinrichtungen verbunden sein. Ferner ist es auch möglich, dass die erste Sender-/Empfänger-Einheit selbst Teil einer solchen Einrichtung ist. Die erste Sender-/Empfänger-Einheit kann ferner mit einem Netzwerk der Fahrzeugwanne verbunden sein. Die erste Konvertierungseinheit kann als einzelnes Element in der Fahrzeugwanne angeordnet sein, sie kann jedoch auch als Einheit mit der ersten Sender-/Empfänger-Einheit angeordnet oder in dieser implementiert sein. Die Sender-/Empfänger-Einheiten können als Datenverarbeitungsgeräte, als Kommunikationsgeräte, als Switch und/oder als netzwerkfähige Geräte ausgestaltet sein.
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Es hat sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn die Leiterbahnen des Schleifrings über eine bestimmte Anzahl von zweiten Verbindungsleitern mit einer zweiten Konvertierungseinheit verbunden sind, wobei die Anzahl der zweiten Verbindungsleiter und die Anzahl der ersten Verbindungsleiter insbesondere gleich ist. Durch die gleiche Anzahl an Verbindungsleitern an beiden Seiten des Schleifrings können die Signale auf beiden Seiten des Schleifrings im Wesentlichen identisch sein. Die zweiten Verbindungsleiter können über auf den Leiterbahnen des Schleifrings gleitende Schleifbürsten mit den Leiterbahnen des Schleifrings verbunden sein und die ersten Verbindungsleiter können insbesondere direkt mit den Leiterbahnen des Schleifrings verbunden sein. Ferner ist es jedoch auch möglich, dass die ersten Verbindungsleiter über auf den Leiterbahnen gleitende Schleifbürsten mit den Leiterbahnen des Schleifrings verbunden sind und die zweiten Verbindungsleiter insbesondere direkt mit den Leiterbahnen des Schleifrings verbunden sind. Die Anzahl der Verbindungsleiter kann gleich der Anzahl der Leiterbahnen des Schleifrings sein. Es ist jedoch auch möglich, dass die Anzahl der Verbindungsleiter geringer ist als die Anzahl der Leiterbahnen des Schleifrings, so dass die verbleibenden Leiterbahnen des Schleifrings anderweitig genutzt, beispielsweise für die Übertragung von elektrischer Energie, oder auch ungenutzt bleiben können.
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Ferner hat sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn die Signale von der zweiten Konvertierungseinheit derart konvertierbar sind, dass diese über eine bestimmte Anzahl von zweiten Zuleitern leitbar sind, wobei die Anzahl der zweiten Zuleiter größer ist als die Anzahl der zweiten Verbindungsleiter. Die zweite Konvertierungseinheit kann baugleich zur ersten Konvertierungseinheit sein. Es ist jedoch auch möglich, dass beide Konvertierungseinheiten unterschiedlich ausgestaltet sind. Beide Konvertierungseinheiten können derart ausgestaltet sein, dass diese die Signale sowohl konvertieren als auch zurückkonvertieren können. Die zurückkonvertierten Signale können dabei im Wesentlichen den Ausgangssignalen entsprechen. Die zweite Konvertierungseinheit kann im Turm des Fahrzeugs angeordnet sein. Sie kann als einzelnes Element oder auch als Einheit mit der zweiten Sender-/Empfänger-Einheit angeordnet oder in dieser implementiert sein. Die Konvertierungseinheiten können in Netzwerke implementiert oder an diese angeschlossen sein. Beispielsweise ist es möglich, dass die erste Konvertierungseinheit an ein Wannennetzwerk und die zweite Konvertierungseinheit an ein Turmnetzwerk angeschlossen oder in diese implementiert ist.
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Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn die zweite Konvertierungseinheit über die zweiten Zuleiter mit der zweiten Sender-/Empfänger-Einheit verbunden ist. Die Anzahl an zweiten Zuleitern kann gleich der Anzahl an ersten Zuleitern sein, wobei auch insbesondere die Signale in den ersten Zuleitern und in den zweiten Zuleitern gleich sein können. Die Signale können jedoch auch unterschiedlich sein, wobei die wesentlichen Informationen nach Konvertierung und Rückkonvertierung erhalten bleiben. Die zweite Sender-/Empfänger-Einheit kann im Turm des Fahrzeugs angeordnet sein und mit Waffen, Optiken, Sensoren, Kommunikationseinrichtungen oder anderen Geräten verbunden sein. Die zweite Sender-/Empfänger-Einheit kann über Netzwerkverbindungen mit den Geräten verbunden und in ein im Turm implementiertes Netzwerk eingebunden sein.
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In konstruktiver Hinsicht wird vorgeschlagen, dass die Zuleiter zu einer vieladrigen Verbindung mit mehr als zwei Adern, insbesondere zu einem vier- oder acht-adrigen Kabel, zusammengefasst sind. Durch das Zusammenfassen der Zuleiter können die Sender-/Empfänger-Einheiten auch auf einfache Weise mit den Konvertierungseinheiten beispielsweise durch ein einziges Kabel verbunden sein. Dieses Kabel kann ein Netzwerkkabel, ein Ethernetkabel oder ein sonstiges Kabel zur Übertragung von Signalen sein. Es ist weiterhin auch möglich, dass Verbindungen eine andere Anzahl von Adern aufweisen. Die Anzahl von Adern kann abhängig von den Signalen oder abhängig davon sein, auf welche Weise die Signale geleitet werden.
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Im Hinblick auf die Verbindungsleiter hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn diese zu einer zwei-adrigen Verbindung insbesondere zu einem zwei-adrigen Kabel zusammengefasst sind. Die Verbindung kann ferner als Kupferdrahtverbindung ausgestaltet sein, wobei die beiden Drähte zu einer Twisted-Pair-Verbindung verdrillt sein können. Die Konvertierungseinheiten und die Leiterbahnen des Schleifrings können jeweils mit einem einzigen Kabel verbunden sein, wobei eines der Kabel mittels Schleifbürsten mit den Leiterbahnen des Schleifrings verbunden sein kann. Die Verbindungsleiter können das Wannennetzwerk und das Turmnetzwerk über den Schleifring miteinander verbinden.
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Es ist ferner möglich, dass die Netzwerke eine Bus-Topologie aufweisen, so dass zusätzliche Geräte auf einfache Weise im Netzwerk integriert werden können. Durch die Verbindung der Netzwerke über den Schleifring können solche Nachrüstgeräte auch mit den entsprechend anderen Netzwerk kommunizieren.
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Weitere Vorteile der Erfindung sollen anhand der nachfolgenden Zeichnung beschrieben werden. Darin zeigt
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1 eine schematische Seitenansicht eines militärischen Fahrzeugs mit einer Vorrichtung zur Signalübertragung.
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In 1 ist ein als Panzer ausgebildetes militärisches Fahrzeug 3 mit einer Fahrzeugwanne 1 und einem drehbar auf der Fahrzeugwanne 1 gelagerten Turm 2 dargestellt, wobei der Turm 2 als Panzerturm mit einer Waffe 10 ausgebildet ist. Der Fahrer des Fahrzeugs befindet sich in der Fahrzeugwanne 1, Richt- und Ladungsschütze sind im Turm 2 untergebracht.
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Bei der am Turm 2 angeordneten Optik 9 handelt es sich um ein Gerät, welches nachgerüstet wurde und bei der Fertigung des Fahrzeugs 3 nicht vorgesehen war. Die Fahrzeugwanne 1 und Turm 2 weisen jeweils eine Kommunikationseinheit 11, 13 auf, die als Sprechanlange ausgebildet ist.
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Die Fahrzeugwanne 1 und der Turm 2 sind über einen Schleifring 4 miteinander verbunden, wobei der Schleifring 4 nur über eine begrenzte Anzahl an Leiterbahnen verfügt, über welche Signale übertragen werden können. Demnach ist es nicht möglich, dass die Signale der Optik 9 auf separaten Leiterbahnen des Schleifrings 4 auch zur Fahrzeugwanne 1 zu transportiert werden.
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Anhand der beispielhaften Darstellung in der 1 soll nun nachfolgend erläutert werden, wie die Signale der Optik 9 und die Signale der Kommunikationseinrichtungen 11, 13 erfindungsgemäß über den Schleifring übertragen werden.
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Die in der Fahrzeugwanne 1 angeordnete Anzeige 11 und die Kommunikationseinheit 12 sind an ein Wannennetzwerk 15 angeschlossen. Die als Switch ausgebildete erste Sender-/Empfänger-Einheit 8.1 ist ebenfalls in das Wannennetzwerk 15 des Fahrzeugs 3 eingebunden und daher über entsprechende Netzwerkverbindungen sowohl mit der Anzeige 11 als auch mit der Kommunikationseinheit 12 verbunden. Im Turm 2 des Fahrzeugs 3 ist eine zweite Sender-/Empfänger-Einheit 8.2 angeordnet, die in ein Turmnetzwerk 14 implementiert ist, mit welchem auch die Optik 9 und die Kommunikationseinheit 13 verbunden sind.
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Zur Übertragung von Signalen zwischen der Fahrzeugwanne 1 und dem Turm 2 sind die entsprechenden Netzwerke 14, 15 über einen zwischen der Fahrzeugwanne 1 und dem Turm 2 angeordneten Schleifring 4 verbunden. Im hier dargestellten Beispiel weist der Schleifring 4 nur zwei freie Leiterbahnen zur Übertragung von Signalen auf, so dass die beiden Netzwerke 14, 15, welche 8-adrige Ethernetverbindungen verwenden, nicht über den Schleifring 4 miteinander verbunden werden können.
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Um trotzdem eine Verbindung zwischen Turm- und Wannennetzwerk 14, 15 herzustellen, sind in der Fahrzeugwanne 1 und in dem Turm 2 jeweils Konvertierungseinheiten 6.1, 6.2 angeordnet. Die erste Konvertierungseinheit 6.1 ist im Wannennetzwerk 15 integriert und über die als Netzwerkkabel ausgestalteten ersten Zuleiter 5.1 mit der ersten Sender-/Empfänger-Einheit 8.1 verbunden. Die erste Konvertierungseinheit 6.1 ist in der Lage die Signale derart zu konvertieren, dass diese nur über zwei Leiterbahnen des Schleifrings 4 geleitet werden können. Dafür ist diese über die als zweiadrige Kupferleiter ausgebildeten ersten Verbindungsleiter 7.1 mit dem Schleifring 4 verbunden.
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Auch der Turm 2 weist eine Konvertierungseinheit 6.2 auf die mittels zweiten Zuleitern 5.2 mit der zweiten Sender-/Empfänger-Einheit 8.2 verbunden und somit im Turmnetzwerk 14 eingebunden ist. Zudem ist die zweite Konvertierungseinheit 6.1 über zweite Verbindungsleiter 7.2 auch mit dem Schleifring 4 verbunden. Beide Konvertierungseinheiten 6.1, 6.2 sind in der Lage die Netzwerksignale derart zu konvertieren, dass diese über die zwei-adrigen Verbindungsleiter 7.1, 7.2 geleitet werden können und demnach auch nur zwei Leiterbahnen des Schleifrings 4 für die Übertragung benötigt werden. Ebenso können beide Konvertierungseinheiten 6.1, 6.2 die entsprechenden Signale auch wieder zurückkonvertieren und in das entsprechend andere Netzwerk einspeisen.
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Die Kommunikationssignale der Kommunikationseinheiten 12, 13 bzw. die Bildsignale der Optik 9 werden in die entsprechenden Netzwerke 14, 15 eingespeist und können dann mittels der Konvertierungseinheiten 6.1, 6.2 konvertiert und zum entsprechend anderen Netzwerk 14, 15 transportiert werden. So können die von der Optik 9 aufgenommenen Bilder von dieser in Bildsignale umgewandelt und ins Turmnetzwerk 14 eingespeist werden. Über die zweite Sender-/Empfänger-Einheit 8.2 werden die Signale dann zur zweiten Konvertierungseinheit 6.2 und anschließend über den Schleifring 4 geleitet. In der Fahrzeugwanne 1 werden die Signale mittels der ersten Konvertierungseinheit 6.1 wieder zurückkonvertiert und über die erste Sender-/Empfänger-Einheit 8.1 ins Wannennetzwerk 15 eingespeist, so dass diese auf der Anzeige 11 dargestellt werden können.
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Durch dieses erfindungsgemäße Verfahren wird es daher ermöglicht, bestehende Fahrzeuge 3, die nur eine begrenzte Anzahl an Leiterbahnen am Schleifring 4 aufweisen, mit Geräten nachzurüsten. Denn diese müssen lediglich ins das entsprechende Netzwerk 14, 15 implementiert werden und können dann bereits auch mit dem entsprechend anderen Netzwerk 14, 15 und mit den entsprechend darin implementierten Geräten kommunizieren.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Fahrzeugwanne
- 2
- Turm
- 3
- Fahrzeug
- 4
- Schleifring
- 5.1
- erste Zuleiter
- 5.2
- zweite Zuleiter
- 6.1
- erste Konvertierungseinheit
- 6.2
- zweite Konvertierungseinheit
- 7.1
- erste Verbindungsleiter
- 7.2
- zweite Verbindungsleiter
- 8.1
- erste Sender-/Empfänger-Einheit
- 8.2
- zweite Sender-/Empfänger-Einheit
- 9
- Optik
- 10
- Waffe
- 11
- Anzeige
- 12
- Kommunikationseinrichtung
- 13
- Kommunikationseinrichtung
- 14
- Turmnetzwerk
- 15
- Wannennetzwerk
