DE1525174A1

DE1525174A1 - Safety storage for the azimuth axis of antennas, especially radar antennas

Info

Publication number: DE1525174A1
Application number: DE19651525174
Authority: DE
Inventors: Spickermann Dipl-Ing Dieter; Baldauf Dr-Ing Ludwig
Original assignee: MAN Maschinenfabrik Augsburg Nuernberg AG
Current assignee: MAN AG
Priority date: 1965-12-01
Filing date: 1965-12-01
Publication date: 1969-07-24

Description

Sicherheitslagerung für die Azimutachse von Antennen, insbesondere Radarantennen Bei Geräten, die in der Flugsicherung eingesetzt werden, z.B. Radarantennen, ist eine hohe Betriebssicherheit unerläßlich. Da sehr hohe Anforderungen an die Sicherheit und die Lebensdauer der Lagerun; der Azimutachse gestellt werden, hat man an jeder Lagerstelle zwei Lager eingebaut. Für Antennen, die nur mit einer Lagerstelle, z.B. mit einer Kugeldrehverbindung oder mit einem Vierpünktlager abgestützt sind, ist es bekannt, einen Laufring des einen Lagers mit einem Laufring des anderen Lagers drehfest zu verbinden; während die beiden übrigen Laufringe an der Antennenplattform bzw. an der Turmkonstruktion befestigt sind. Diese Anordnung hat den Vorteil, daß, wenn an einem Lager eine Störung auftritt, z.B. Bruch eines Wälzkörpers" das zweite Lager automatisch den Betrieb aufnimmt. Sie hat jedoch den Nachteil, daß die Lagerung der Antenxxnwhse ungenauer ist, da sich die Lauffehler beider Lager addieren. Da außerdem die volle Kraft immer-gber beide Lager geleitet wird, ist wegen der Lebensdauerstreuwerte eine sichere Steigerung der Lebensdauer der Lagerung nicht gegeben, auch wenn dem Zwischenring über eine drehmomentbegrenzte, abschaltbare Reibungskupplung eine zwischen der Antennendrehzahl und .Stillstand liegende Drehzahl erteilt wird. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Sicherheit und die Lebensdauer der bekannten Lagerungen der Azimutachse von Antennen, insbesondere Radarantennen, unter Verwendung von zwei übereinander gebauten Lagern an einer Lagerstelle zu erhöhen. Sie löst diese Aufgabe dadurch, daß zwei gleiche Laufringe, z.B. die Innenringe beider Lager mit der drehenden Konstruktion verbunden sind und die beiden anderen Laufringe an mit konischen Mantelflächen versehenen Stützringen befestigt sind und diese über einen zwischen ihnen liegenden axial verscri; e-1-)1)a.ren und drehbaren Zwischenring mit konischer Innenfläche wahlweise mit der festen Konstruktion so verbunden werden können, daß ihre Radialkräfte über die konischen Mantelflächen und ihre Axialkräfte über ebene Stirnflächen der Ringe geleitet wurden. Die Axialverschiebung des Zwischenringes kann durch eine Drehung, z.B. durch hydraulische Mittel, mittels an seinen Stirnseiten angebrachten Schrägflächen erfolgen, die mit Schrägflächen der festen Konstruktion zusammenarbeiten. Als ein anderes Mittel zur axialen Verschiebung des Zwischenringes können an seinen Stirnseiten angeordnete Druckstelzen mit Einstellschrauben verwendet werden. Weitere Merkmale und Einzelheiten der Erfindung gehen aus der nachfolgenden Beschreibung hervor.Safety mounting for the azimuth axis of antennas, especially radar antennas For devices that are used in air traffic control, such as radar antennas, a high level of operational safety is essential. Since there are very high demands on the safety and service life of the storage; the azimuth axis, two bearings have been installed at each bearing point. For antennas that are supported only with one bearing point, for example with a spherical rotary joint or with a four-point bearing, it is known to connect a race of one bearing to a race of the other bearing in a rotationally fixed manner; while the other two races are attached to the antenna platform or to the tower structure. This arrangement has the advantage that if a malfunction occurs in one bearing, for example the breakage of a rolling element, the second bearing automatically starts operating Since the full force is always directed through both bearings, the lifetime of the bearing is not guaranteed to increase due to the life span values, even if the intermediate ring is given a speed between the antenna speed and standstill via a torque-limited, disengageable friction clutch. The invention is based on the object of increasing the safety and service life of the known bearings of the azimuth axis of antennas, in particular radar antennas, by using two superimposed bearings at one bearing point both bearings with the rotating construction verbu and the two other races are fastened to support rings provided with conical outer surfaces and these are axially connected via an axially positioned between them; e-1-) 1) a.ren and rotatable intermediate ring with a conical inner surface can optionally be connected to the fixed construction in such a way that their radial forces are passed over the conical outer surfaces and their axial forces over flat end faces of the rings. The axial displacement of the intermediate ring can take place by rotation, for example by hydraulic means, by means of inclined surfaces attached to its end faces, which cooperate with inclined surfaces of the fixed structure. As another means of axially displacing the intermediate ring, pressure stilts with adjusting screws arranged on its end faces can be used. Further features and details of the invention emerge from the following description.

In der Zeichnung sind einige Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch dargestellt. Es zeigt Fig. 1 einen senkrechten Schnitt durch eine Lagerstelle der Azimutachse einer Antenne. Fig. 2 eine Abwicklung der Schrägflächen am Zwischenring und der festen Konstruktion, Fig. 3 einen Schnitt wie in Fig. 1, der die An- ordnung von Druckstelzen im Zwischenring zeigt, Fig. 4 den Schnitt nach der Linie IV-IV in Fig.3, Fig. 5 einen senkrechten Schnitt einer Lagerung der Antenne m'it zwei Lagerstellen und Fig. 6 einen Schnitt wie in Fig. l bei Anwendung von nicht selbsthaltenden Lagern. Bei der erfindungsgemäßen Lagerung der Azimutaehse einer Radarantenne nach Fig: 1 sind in bekannter Weise zwei Lager L und 2 übereinandergebaut. Die Innenringe 3, der beiden Lager sind an einem die Antsnnenplatü'orm tra- genden und sich mit dieser drehenden Rohr 5 (drehende Konstruktion) befestigt. Ihre Außenringe 6,*7 sind !.n Stützringen 8, 9 mit konischen Mantelflächen 10, 11 und unteren ebenen Stirnflächen 12, 13 gefaßt. Zwischen den beiden Stützringen 8, 9 liegt ein Zwischenring 14 mit konischer Innenfläche 15 und einem oberen Absatz, durch den eine ebene Fläche 16 gebildet wird. Der in seinem konischen Teil geschlitzte Zwischenring 14 stützt sich axial verschiebbar mit seiner Rückseite gegen die feste Konstruktion 17 ab und ist z.B. durch einen hydraulischen Zylinder 18 (fernbetätigbar) drehbar. Die Drehung kann bei einem Durchmesser des Ringes von 2 m auf einen Weg von ca. 200 mm erfolgen. Die Lager 1, 2 sind an der drehenden Konstruktion 5 durch einen inneren Lagerdeckel 19a und an der festen Konstruktion 17 durch einen äußeren Lagerdeckel 19"b "gehalten_ i Beim normalen Arbeiten der Antenne ist das Lager 1 außer Betrieb und das Lager 2 im Betrieb. Hierbei liegt der Zwischenring 14, wie dargestellt, mit seiner konischen Innenfläche 15 an der konischen Mantelfläche 11 des unteren Stützringes 9 an. so daß das Lager 2 radial abgestützt ist. Die axiale Abstützung dieses Lagers erfolgt durch den äußeren Lagerdeckel 19b und den inneren Lagerdeckel 19a. Der Stützring 8 des oberen Lagers ist mit diesem frei drehbar.Some exemplary embodiments of the invention are shown schematically in the drawing. 1 shows a vertical section through a bearing point of the azimuth axis of an antenna. Fig. 2 shows a development of the sloping surfaces on the intermediate ring and the fixed structure, Fig. 3 a section as in Fig. 1, the order of the arrival of compressed stilts in the intermediate ring, Fig. 4 shows the section along the line IV-IV in Fig. 3, FIG. 5 a vertical section of a mounting of the antenna with two bearing points, and FIG. 6 a section as in FIG. 1 when using non-self-retaining bearings. In the inventive mounting of the azimuth projection of a radar antenna according to FIG. 1, two bearings L and 2 are built one above the other in a known manner. The inner rings 3 of the two bearings 5 (rotating structure) fixed to a Antsnnenplatü'orm the load-bearing and rotating with this tube. Their outer rings 6, * 7 are! .N support rings 8, 9 with conical jacket surfaces 10, 11 and lower flat end faces 12, 13. Between the two support rings 8, 9 is an intermediate ring 14 with a conical inner surface 15 and an upper shoulder, through which a flat surface 16 is formed. The intermediate ring 14, slotted in its conical part, is supported axially displaceably with its rear side against the fixed structure 17 and can be rotated, for example, by a hydraulic cylinder 18 (remotely operated). With a diameter of the ring of 2 m, the rotation can take place over a distance of approx. 200 mm. The bearings 1, 2 are held on the rotating structure 5 by an inner bearing cover 19a and on the fixed structure 17 by an outer bearing cover 19 "b". During normal operation of the antenna, the bearing 1 is out of operation and the bearing 2 is in operation. As shown, the intermediate ring 14 rests with its conical inner surface 15 on the conical jacket surface 11 of the lower support ring 9. so that the bearing 2 is supported radially. This bearing is axially supported by the outer bearing cover 19b and the inner bearing cover 19a. The support ring 8 of the upper bearing is freely rotatable with this.

Zur Vermeidung von Gleitschäden und Stillstandskorrosion -bei unbelasteten bzw. relativ zueinander stillstehenden Lagerringen ist am oberen Lager 1 eine abschaltbare, aus Feder 20 und Druckstück 21 bestehende Andrückvorrichtung vorgesehen, die das Lager mit einem Bruchteil der maximalen Radialkraft belastet. Diese Vorrichtung kann beispielsweise durch einen einrastbaren Handhebel 22 zurückgezogen werden, wenn bei einer Blockierung des Lagers 1 eine Drehung des Ringes 8 erfolgen muß.To avoid sliding damage and standstill corrosion - with unloaded or bearing rings that are stationary relative to one another, a disconnectable, from spring 20 and pressure piece 21 existing pressure device provided that the Bearing loaded with a fraction of the maximum radial force. This device can be withdrawn, for example, by a snap-in hand lever 22, if, when the bearing 1 is blocked, the ring 8 must be rotated.

Ist am unteren Lager 2 durch Verschleiß oder andere Ursachen ein Schaden aufgetreten, so daß es ausgewechselt werden muß, dann wird es stillgesetzt und das obere Lager 1 . in Betrieb genommen. Hierzu wird durch Anheben des Zwischenringes 14 die radiale Abstützung des Stützringes 9 des unteren Lagers 2 gelöst und der Zwischenring 14 mit seiner Fläche 16 an die Stirnfläche 12 des Stützringes 8 des oberen Lagers 1 zur Anlage gebracht. Die axiale Verschiebung des Zwischenringes 14 erfolgt durch Drehung desselben mittels des hydraulischen Zylinders 18, wobei Schrägflächen 23 an seiner oberen Stirnfläche und Schrägflächen 24 an seiner unteren Stirnfläche, die mit entsprechenden SchräL;f'lächen 25, 26 an der festen Konstruktion 17 zusammenarbeiten, die Verschiebung bewirken. In Fig. 2 ist eine Abwicklung der Schrägflächen 23, 24 und 25, 26 dargestellt. Beim Heben des Zwischenringes durehseine Drehung im Uhrzeigersinn kommen die Schrägflächen 24- und 26 und beim Senken desselben durch seine Drehung entgegengesetzt dem Uhrzeigersinn die Schrägflächen 23 und 25 zur Wirkung. Die axiale Verschiebung des Zwischenringes 14 bei seiner Drehung kann auch anstelle mit Schrägflächen gemäß den Fig. 3 und 4 durch Druckstelzen 27, deren Druckkraft in der Strecklage mittels Schrauben 28 einstellbar ist, -vorgenommen werden. Wenn der Zwischenring 14 an den Stützring 8 angehoben ist, übernimmt das obere Lager 1, so lange bis das untere Lader 2 ausgewechselt ist, den Betrieb. Seine Radialkräf'te werden hierbei über die schräge Mantelfläche 10 auf' die Andrückvorrichtung 20, 21 übertragen und seine Axialkräfte über die ebenenen Flächen 12 und 16 in die feste Konstruktion geleitet. Zum Auswechseln des unteren Lagers 2 werden die La,-,erdeckel 19a, 19b gelöst. Um den Ausbau des Nagers zu erleichtern, ist zwischen diesem und dem Rohr 5 eine konische Hülse 29 durch Schrauben 3() axial verschiebbar eingesetzt. Nach Lösen der, Deckel wird über eine Leitung in eine Nut 31 Öl eingepreßt, wodurch die Hülse 29 nach unten herausgedrückt wird. Nacl? Auswechseln des La,ers 2 vrird der Zwisclierir°ing 14 rietler° gesenkt, so claß der Stützi-lrii8 frei älr,d, Glas obere Lagety 1 nur mit geriri;er Belastung mitläui't und das untere Laser 2 die Lagerkräfte (Axialkraft, Radialkraf t und Momente) überträgt.If the lower bearing 2 is damaged due to wear or other causes, so that it has to be replaced, then it is shut down and the upper bearing 1. put into operation. For this purpose, the radial support of the support ring 9 of the lower bearing 2 is released by lifting the intermediate ring 14 and the surface 16 of the intermediate ring 14 is brought into contact with the end face 12 of the support ring 8 of the upper bearing 1. The axial displacement of the intermediate ring 14 takes place by rotating it by means of the hydraulic cylinder 18, inclined surfaces 23 on its upper end face and inclined surfaces 24 on its lower end face, which cooperate with corresponding inclined surfaces 25, 26 on the fixed structure 17, which Cause shift. In Fig. 2 a development of the inclined surfaces 23, 24 and 25, 26 is shown. When the intermediate ring is raised by its clockwise rotation, the inclined surfaces 24 and 26 come into effect, and when it is lowered, the inclined surfaces 23 and 25 come into effect due to its counterclockwise rotation. The axial displacement of the intermediate ring 14 during its rotation can also be carried out instead of with inclined surfaces according to FIGS. When the intermediate ring 14 is raised on the support ring 8, the upper bearing 1 takes over the operation until the lower loader 2 has been replaced. Its radial forces are transmitted to the pressing device 20, 21 via the inclined lateral surface 10 , and its axial forces are passed into the fixed structure via the flat surfaces 12 and 16. To replace the lower bearing 2, the La, -, erdeckel 19a, 19b are released. In order to facilitate the removal of the rodent, a conical sleeve 29 is inserted axially displaceably by means of screws 3 () between it and the tube 5. After loosening the cover, oil is pressed into a groove 31 via a line, whereby the sleeve 29 is pushed out downwards. Nacl? Replacing the laser 2, the intermediate ring 14 is lowered so that the support ring 8 is free, the glass upper layer 1 only carries a straight load and the lower laser 2 carries the bearing forces (axial force, Radial force and moments).

Zur Erzielung einer hohen Lebensdauer, insbesondere bei großen und häufigen Windkräften,ist im äußeren Tuagerdeckel 19b noch ein Ringkolben 32 vorgesehen, mit dem beide Lafei, 1 und 2 gleichzeitig belastet: werden können. Hierzu wird das obere Lager 1 durch Verschieben des Zwischenringes liE nach oben in Betrieb genommen und dem unteren Lager 2 zur Entlastun- des oberen Lagers über den Ringkolben durch eine mit einem nicht gezeichneten ülspeicher verbundene Druckleitung 33 eine einstellbare Axialkraft nach oben aufgegeben. Bei der Abstützung einer Antenne mittels zweier LaUerstellen, in die je zwei Lager eingebaut sind, kann die Sicherheit der Antennenlagerung nach FitJ. 5 wie l'ol@,t erhöht werden. In dieser Fi;. werden in den oberen I,a.@ern nur Radialkräfte und in üen unteren La"ern nur nach unten gerichtete große Axial- und kleine Radialkräi'te a.ui'@@enotnmen. Diese Lagerstellenanordnunb kann auch umgekehrt gewählt werden. Die Lastverlagerung geschieht an der oberen Lagerstelle durch axiales Verschieben des Zwischenringes 14. Die axiale Entfernung der, Lager, die Lunge des Zwischenr;.rrges und dessen Hub sind dabei so abgesuimmt, daß ,,rärirerici der Verschiebung des Zwischenringes beide Lager kur,r e.L-tig an der Führung der Drehachse 5 beteiligt s inct,a@rireri« in den Endlagen nur ein Lager die Radialkräf te über°trii,G . Das gleichmäßige Verschieben des Zwischenringes kann beL-spielsweise durch drei oder vier synchronlau%-eride Spirict(@ln 39 erzielt werden.In order to achieve a long service life, especially in the case of large and frequent wind forces, an annular piston 32 is also provided in the outer tunnel cover 19b, with which both Lafei 1 and 2 can be loaded at the same time. For this purpose, the upper bearing 1 is put into operation by moving the intermediate ring liE upwards and an adjustable axial force is applied upwards to the lower bearing 2 to relieve the upper bearing via the annular piston through a pressure line 33 connected to an oil accumulator (not shown). If an antenna is supported by means of two support points, each of which has two bearings, the security of the antenna bearing can be reduced according to FitJ. 5 like l'ol @, t be increased. In this fi ;. in the upper I, a. @ ern only radial forces and in the lower bearings only large axial and small radial forces directed downwards. This bearing arrangement can also be chosen the other way round. The load is shifted at the upper bearing point by axially shifting the intermediate ring 14. The axial distance of the bearings, the lungs of the intermediate ring and its stroke are adjusted so that both bearings are short and correct when the intermediate ring is shifted the guidance of the axis of rotation 5 is involved in s inct, a @ rireri «in the end positions only one bearing the radial forces over ° trii, G. The even shifting of the intermediate ring can, for example, be achieved by three or four synchronous la% -eride Spirict (@ln 39 be achieved.

An der unteren Lagerstelle braucht zür Lastverlajer°unt; vori einem auf das andere Lager der Zwischenring 14 nur @-;eringf'ügig gesenkt oder gehoben werden. Dies kann durch einen Ringkolben 40 erfolgen, der mit Drucköl von unten beaufschlagt_wird. Der Ringkolben kann wieder von Drucköl entlastet werden, wenn entweder an der Stelle 41 Paßstücke eingelegt werden oder der Zwischenring 14 so gedreht wird, daß an ihm an der Stelle 41 angeordnete Klauen auf entsprechende Klauen der festen Konstruktion 17 zu liegen kommen.At the lower bearing point, the load shifter needs ° unt; in front of one on the other bearing of the intermediate ring 14 only @ -; eringf'ügig lowered or raised will. This can be done by a Ring piston 40 made with pressure oil is acted upon from below. The annular piston can be relieved of pressure oil again, if either fitting pieces are inserted at point 41 or the intermediate ring 14 is rotated so that on it at the point 41 arranged claws on corresponding Claws of the fixed structure 17 come to rest.

Auch bei der Antennenabstützung nach Fig. 5 können Schäden an dem jeweilig unbelasteten Lager durch eine Andrückvorrichtung nach Fig. l vermieden werden (Teile 20 - 22 ). Wird eine Antenne an zwei Lagerstellen abgestützt und werden an der unteren Lagerstelle ein Lager und an der oberen Lagerstelle zwei Lager eingebaut, dann ist für die obere Lagerstelle eine Anordnung nach Fig: 6 zweckmäßig. Hier ist ein zusätzlicher, mit Schrägflächen versehener Ring 34 unterhalb des Stützringes 9. vorgesehen, bei dessen Drehung durch einen zweiten hydraulischen Zylinder 35 ein weiteres Absenken des Zwischenringes 14 ermöglicht wird. Bei einer Blockierung des Lagers la kann sich der Stützring 8 frei drehen bzw. auf den zusätzlichen, mitrotierenden Ring 36 absetzen. Blockiert dagegen Lager 2a, dann wird durch Anheben des Ringes 14 das Lager 1a in Betrieb genommen und durch weiteres Absenken des Ringes 34 kann der Stützring 9 auf den mitrotierenden Ring 37 abgesetzt werden. Ein Riegel 38 verhindert jedoch diese Maßnahme, wenn der Zwischenring 14 noch unten steht.Even with the antenna support according to FIG. 5, damage to the each unloaded bearing avoided by a pressing device according to Fig. l (Parts 20-22). An antenna will be supported and supported at two bearing points one bearing is installed at the lower bearing point and two bearings are installed at the upper bearing point, an arrangement according to FIG. 6 is then appropriate for the upper bearing point. Here is an additional ring 34 provided with inclined surfaces below the support ring 9. provided, when it rotates by a second hydraulic cylinder 35 a further lowering of the intermediate ring 14 is made possible. In the event of a blockage of the bearing la, the support ring 8 can rotate freely or on the additional, co-rotating Remove ring 36. If, on the other hand, bearing 2a is blocked, the ring is lifted 14 the bearing 1a is put into operation and by further lowering the ring 34 can the support ring 9 can be placed on the co-rotating ring 37. A bolt 38 prevents however, this measure if the intermediate ring 14 is still down.

Claims

P a e t a n t a n s p r ü c h e 1. Safety position for the azimuth axis of antennas, especially radar antennas, using two on top of each other built bearings at a bearing point, characterized in that two identical races, E.g. the inner rings (3, 4) of both bearings (1, 2 or la, 2a) with the rotating construction (5) are connected and the other two races (6, 7) with conical outer surfaces (10, 11) provided support rings ($, 9) are attached and these via an between them lying axially displaceable and rotatable intermediate ring (14) with a conical Inner surface (15) can optionally be connected to the fixed structure (17) in this way can that ihi, e radial forces on the conical outer surfaces (10, 11) and their Axial forces are passed through flat end faces (12, 1 @) of the rings (8, 9).

2. Safety storage according to claim 1, characterized in that the axial displacement of the intermediate ring (14) during its rotation by, for example, hydraulic means (18) by means of Attached to its end faces (23, 24) takes place with inclined surfaces (25, 26) of the solid construction (17) work together. Security storage according to claim 1, characterized in that the axial displacement of the intermediate ring (14) during its rotation by means of pressure stilts arranged on its end faces (27) with adjusting screws (28) takes place: 4. Safety storage according to claim 1, characterized in that the upper (1) of the two bearings (1, 2) with one from provided a pressure piece (21) and a spring (20) existing pressure device which can be rendered ineffective ge * by a latching hand lever (22). 5. Safety storage according to claims 1-4, characterized in that in the outer Bearing cover (19) of the bearings (1, 2) an annular piston (32) for pressing against the support ring (9) of the lower bearing (2) is provided. 6. Security storage according to claim 1, for an antenna supported at two bearing points by means of a rotating column, of which the upper one using self-retaining annular groove bearings only radial and the lower one, using spherical roller thrust bearings, has high and low axial forces Transferring radial forces, characterized in that one each at both bearing points axially evenly movable intermediate ring that can be locked in the end positions (1 $) is arranged with which one of the 'outer rings of the bearing at the upper bearing point alternately taken in the radial direction and the outer ring of the upper Bearing is raised at the lower bearing point. 7. Security storage according to claim 1, for antennas supported on two bearing posts, one of which is not two has self-retaining bearings, characterized in that for the support ring (9) of the lower (2a) of the two bearings (la, 2a) another axially displaceable and rotatable ring (34) provided with inclined surfaces, the one with inclined surfaces of the support ring (9) cooperates, is provided.