DE1902889A1

DE1902889A1 - Verstellbare Antennen-Anlage

Info

Publication number: DE1902889A1
Application number: DE19691902889
Authority: DE
Inventors: Gilbert Eric D
Original assignee: Marconi Co Ltd
Current assignee: BAE Systems Electronics Ltd
Priority date: 1968-01-26
Filing date: 1969-01-22
Publication date: 1969-09-11
Also published as: SE352988B; FR2000825A1; GB1234231A; US3515015A

Description

DR. MÖLLER-BOR£ DIPL.-ING. GRALFS DR. MANITZ Dr.Deufel

PATENTANWÄLTE I Cl U 4t 0 O "

Braunschweig, den 20 . 1. 1969 Unser Zeichen: KlAl - M 834

The Marconi Company Limited English Electric House / Strand London W.C₀2 / England

Verstellbare Antennen-Anlage

Die Erfindung betrifft verstellbare Antennen-Anlagen, doh· Antennen, die zur Verfolgung gewünschter Ziele bewegt werden können.

Verstellbare Antennen der Art,bei denen eine Bewegung sowohl in der Elevation als auch im Azimut erfolgt, werden in Fernmeldesystemen und bei der Satelliteiwerfolgung verwendet. Derartige Antennen sind gewöhnlich klobig und schwer und rufen Belastungen der beweglichen Teile, insbesondere der Lager,hervor. Darüberhinaus müssen derartige Antennen oftmals bei hohen Windlasten betrieben werden, was zu den Belastungen der Lager und des für die Antennenbewegung erforderlichen Antriebs beiträgt. Das Antriebs-Getriebe für die Drehung im Azimut hat gewöhnlich Zähne auf dem Außenglied eines Azimut-Drehlagers. Es ist nicht ungewöhnlich,daß auf Grund der Belastungen bei hohen Wind-

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geschwindigkeiten Lager zerstört cwerden oder Zähne des Antriebsmechanismus aus dem Lager-Außenkranz herausbrechen. Da ein derartiges Lager gewöhnlich groß und schwer ist, typisch ist die Größenordnung von etwa 5 m Durchmesser und 8 Tonnen Gewicht, dauert die Beseitigung eines Lagerschadens lange und stellt einen schwierigen Arbeitsgang dar. Gewöhnlich ist das Anheben der gesamten Antenne von ihrem Auflagegerüst und eine Verriegelung damit erforderlich, so daß sie hohen Windbelastungen,die während des Auswechselns des zerstörten Lagers auftreten können,widerstehen kann. Eine derartige Arbeit kann,was oft der Fall ist, Wochen dauern, während der die Antenne außer Betrieb ist. Dadurch kann eine wichtige Nachrichtenstrecke ausfallen.

Ziel der Erfindung ist, die vorstehend beschriebenen Schwierigkeiten zu vermeiden.

Gemäß der Erfindung ist bei einer verstellbaren Antennen-Anlage mit einem Drehlager, das ein in einem Außenglied gelagertes Innenglied aufweist, dieses Außenglied aus Segmenten aufgebaut, die so ausgelegt und konstruiert sind, daß eines davon ausgewechselt werden kann,während das Innenglied in dem Außenglied gelagert bleibt.

Vorzugsweise ist das Innenglied in dem Außenglied durch dazwischen liegende Lagermittel gelagert.

Vorzugsweise enthalten die dazwischen liegenden Lagermittel

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eine Mehrzahl von bogenförmig in Abstand angeordneten Lager-Zwischenstücken,die von dem Innenglied getragen werden, und die Innenfläche des Außengliedes ist so ausgebildet, daß sie eine damit zusammenarbeitende Lagerfläche bildet.

Bei einer Abwandlung enthalten die dazwischen liegendei, Lagermittel eine Mehrzahl von bogenförmig in Abstand angeordneten Lager-Zwischenstücken,die von dem Außenglied getragen. werden,während die Außenfläche des Innengliedes so ausgebildet sit,daß sie eine damit zusammen arbeitende Lagerfläche bildet.

Vorzugsweise sind die Lager-Zwischenstücke so angeordnet, daß der Winkelabstand zwischen mindestens zwei benachbarten ^!

bogenförmig in Abstand angeordneten Zwischenstücken größer ] ist als der Winkel,der von einem auswechselbaren Segment des äußeren Lagergliedes eingenommen wird»

Vorzugsweise sind die Lager-Zwischenstücke paarweise an das Innenglied montiert, wobei die Zwischenstücke jedes Paares mit dem gleichen Bogenabstand relativ dicht beieinander angeordnet sind und der Bogenabstand zwischen einem Zwischenstück eines Paares und dem nächstgelegenen Zwischenstück des nächsten Paares einem Winkel entspricht,der größer ist als der Winkel, der von einem der auswechselbaren Segment· des äußeren Lagergliedes eingenommen wird. Es kann so bei i geeigneter Drehung des inneren Lagergliedes ein Segment des ' äußeren Gliedes ausgewechselt werden,ohne eines der Lager-

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Zwischenstücke zu beeinträchtigen.

Vorzugsweise ist jedes Lager-Zwischenstück an einem i£nde mit dem Glied,von dem es getragen wird, verstiftet und an diesem Glied durch ein selbstausrichtendes Kugelstück, das in der Mitte des Lager-Zwischenstücks angeordnet ist, gelagert, während an dem anderen Ende des Lager-Zwischenstücks ein an diesem Glied anliegender verstellbarer Anschlag vorgesehen ist_e

Vorzugsweise sind die Lager-Zwischenstücke an dem Innenglied so angebracht,daß sie demontiert werden können, ohne ein Segment des Außengliedes entfernen zu müssen.

Bei einer bevorzugten Konstruktion sind die Lager-Zwischenstücke verdoppelt,wobei die beiden Zwischenstücke jeder Doppelanordnung in Achsrichtung Abstand voneinander haben und ihre Lage in Achsrichtung verstellbar ist,wodurch die Kontaktfläche der Lager-Zwischenstücke auf der damit zusammenarbeitenden Lagerfläche verändert werden kann. So kann,wenn eine Kontaktfläche auf der genannten Lagerfläche verschlissen ist,eine unverbrauchte Kontaktfläche in Betrieb genommen werden«

Unter den vielen verschiedenen Materialien,die für die Lager-Zwischenstücke geeignet sind, befinden sich Sinterbronze, Keramik, P.ToF.E. (Polytetrafluoräthylen) und das unter dem Warenzeichen "Ferrobestos" bekannte Material.

, Bei einer bevorzugten Konstruktion bildet das Innenglied

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einen Teil des verstellbaren Aufbaus der Antenne und wird durch ein Planeten- und Sonnenrad-Getriebe angetrieben, wobei das Planetenrad angetrieben und durch einen Teil des verstellbaren Aufbaus gehaltert wird und das Sonnenrad durch Zähne am Umfang der Außenfläche des Außengliedes gebildet wird.

Das Innenglied hat vorzugsweise einen dreieckförmigen Aufbau mit drei Paaren von Lager-Zwischenstücken,von denen je eines auf jeder Seite jedes Scheitelpunktes angeordnet ist, wobei der tfinkelabstand zwischen jedem Zwischenstück eines Paares und dem näher gelegenen Zwischenstück des nächsten Paares im wesentlichen 9ü° beträgt und das Außenglied aus vier Segmenten, von denen jedes einen tVinkel von im wesentlichen 90° überdeckt, zusammengesetzt ist. Bei dieser Konstruktion ist es vorzuziehen, die Lager-Zwischenstücke auf gegenüberliegenden Seiten des gleichen Scheitelpunktes mit Führungskanten auf gegenüberliegenden Enden zu versehen,um eine Drehung in beiden Richtungen zuzulassen.

Vorzugsweise sind Mittel vorgesehen, um das Innenglied zu heizen und diese Aufheizung automatisch in Abhängigkeit von dem Abstand dieses Gliedes von dem Außenglied zu regeln,so daß dieser Abstand mit einem vorgegebenen Wert im wesentlichen konstant gehalten wird. Vorzugsweise enthalten die Mittel zur Regelung der Heizung Mittel zur Überwachung der elektrischen Kapazität zwischen dem Innenglied und dem Außenglied. Hat das Innenglied einen dreieckförmigen

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Aufbau, so kann die Wärme bzw.braucht nur lediglich einem Schenkel zugeführt werden. Die tfärme wird dem Innenglied vorzugsweise durch Heizelemente zugeführt,welche in einen Teil des Aufbaus bildenden hohlen Rohren angeordnet sind.

Die Erfindung wird nachfolgend in Zusammenhang mit der Zeichnung beschrieben;

Figur 1 zeigt eine allgemeine schematische Seitenansicht einer Form einer verstellbaren Antennen-Anlage gemäß der Erfindung.

Figur 2 ist eine schematisch Draufsicht auf ein Drehlager , das in der Anlage gemäß Figur 1 verwendet wird und

Figuren 3a und 3b sind schematische Darstellungen zur Erläuterung der Montage eines Paares von Lager-Zwischenstücken, die in dem Lager gemäß Figur 2 verwendet werden.

In Figur 1 bezeichnet 1 eine Antenne, die um die Elevationsachse 2 eines Stützgliedes 3 drehbar gelagert ist. Dieses Stützglied 3 ist über ein Getriebe 4 (durch nicht dargestellte Mittel) um eine Azimutachse 5 eines festen Turmgestells angetrieben. Die bewegung der Antenne 1 um die Elevationsaehse 2 erfolgt durch ein Hebezeug, das aus einer Schraube 7 besteht,welche über einen Drehzapfen 8 an einem Ende der Antenne i angelenkt ist, sowie aus einer Mutter 9, die auf der Schraube 7 angeordnet ist und durch ein geeignetes Über-

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Setzungsgetriebe und einen Elevationsmotor (nicht dargestellt) gedreht werden kann. Bei Drehung der Matter durch den Motor wird die Schraube 7 in Längsrichtung bewegt und die Antenne 1 in ihrer Elevation bewegt.

Das Stützglied 3 wird von einer drehbaren Dreibeinlafette 10 getragen, an deren einem Ende (in der Zeichnung oben) ein Drehlager 11 den Azimut-Antrieb 4 mit der Dreibeinlafette

10 koppelt und an deren anderem Ende (in der Zeichnung unten) ein kombiniertes Druck- und Drehlager 12 die Antenne auf ein Quergestänge 13 des Turmgestells G abstützt.

Gemäß Figur 2 besteht das Drehlager aus einem regelmäßig dreieckformip.cn Innenglied 14 und einem Außenring 15. Der "Außenring- 13 ist in vier Segmente unterteilt ,von denen jedes sich über 90 erstreckt, und weist eine Lagerfläche 17 auf seiner Innenseite und Zähne 16 auf seiner Außenseite (von denen aus Gründen der Zeichnungsvereinfachung nur einige dargestellt sind ) auf, um so das Sonnenrad eines Planetengetriebes zu bilden. Dieses Rad ist mit dem Azirautantriebs-Getriebe 4 (sh.Fig.l) ,welches das Planetenrad bildet,im Eingriff. Das regelmäßig dreieckförmige Innenglied

11 ist in dem Auiienglied 15 durch Lager-Zwischenstücke 18 auf jeder :>eite der Scheitelpunkte 19 (die um 120° versetzt sind) des regelmäßig dreieckförmigen Innengliedes 14 gelagert. Die Luger-Zwi sclnnstücke 18 sind an einem Ende 20 mit dem Innenglied II verstiftet und an ihrem anderen iMide auf einem verstell baren Anschlag 21 ,der durch nockenbetätigte Mittel

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(nicht dargestellt) gesteuert werden kann, unterstützt, um so verstellbar an dem Innenglied 14 anzuliegen. Die Lager-Zwischenstücke 18 sind durch ein Kugelstück, das bei 22 schematisch dargestellt ist, selbstaurichtend. Die Lager-Zwischenstücke auf den gegenüberliegenden Seiten der Scheitelpunkte 19 haben Fährungskanten 23 an gegenüberliegenden Enden, um beide Richtungen der Azimutdrehung der Antenne zuzulassen.

Heizmittel 24 sind in hohlen Armen 25 des regelmäßig dreieckförmigen Aufbaus vorgesehen, um das Innenglied 14 aufzuheizen. Die zugeführte Wärme veranlaßt eine Ausdehnung des Innengliedes 14 und eine Schließung des Abstands zwischen dem Inneaglied 14 und dem Außenglied 15.

Die Heizmittel 24 werden von einer Kapazitäts-Überwachungsschaltung 26 gesteuert, von der sie in Abhängigkeit von der elektrischen Kapazität eines Luftspaltes 27 zwischen dem Innenglied 14 und dem Außenglied 15 im Bereich der Lager-Zwischenstücke 18 geregelt werden.

Die Figuren 3a und 3b zeigen Paare von Lager-Zwischenstücken 18 in zwei verschiedenen Positionen in bezug auf die Lagerfläche des Außengliedes 15. Falls die Lagerfläche der Zwischenstücke in Figur 3a verschlissen ist,so können die Zwischenstücke gelöst und in die in Figur 3b dargestellte alternative Position gebracht werden,in der sie,beispielsweise durch Verstiften mit dem Tragglied,wieder befestigt werden können.

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Für die Lager-Zwischenstücke sind eine Anzahl von Materialien geeignet. Dazu gehört Sinterbronze,keramisches Material, PoTeFoE. (Polytetrafluoräthylen) und das Material,das unter dem Warenzeichen "Ferrobestos" bekannt ist.

Es soll darauf hingewiesen werden, daß bei erfindungsgemäß konstruierten Antennen alle Lagerreparaturen durchgeführt werden können, ohne das vollständige Lager von der Antenne zu lösen. Insbesondere, wenn einer oder mehrere Zähne aus dem Außenglied herausgebrochen sind, so ist es,statt das gesamte Lager abzubauen und zu ersetzen,lediglich notwendig, die Antenne so weit zu drehen,bis alle Lager-Zwischenstücke sich außerhalb des Segmentes des Außengliedes befinden, welches defekt ist. Da außerdem die verbleibenden Segmentteile die Antenne tragen,ist es nicht mehr notwendig, spezielle Vorkehrungen zur Verriegelung zu treffen. Sollte darüberhinaus eines der Lager-Zwischenstücke defekt werden,so ist es ebenfalls nicht mehr notwendig,das komplette Lager zu ersetzen,sondern es braucht nur das gebrochene Lager-Zwischenstücke gelöst,zwischen Innen-und Außenglied herausgenommen und ersetzt werden.

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Claims

Patentansprüche

1. Verstellbare Antennen-Anlage mit einem Drehlager, das ein in einem Außenglied gelagertes Innenglied aufweist, dadurch gekennzeichnet,daß dieses Außenglied aus Segmenten aufgebaut ist,die so ausgelegt und konstruiert sind, daß eines davon ausgewechselt werden kann,während das Innenglied in dem Außenglied gelagert bleibt.

2o Antennen-Anlage nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet, daß das Innenglied in dem Außenglied durch dazwischen liegende Lagermittel gelagert ist.

3. Antennen-Anlage nach Anspruch 2,dadurch gekennzeichnet, daß die dazwischen liegenden Lagermittel eine Mehrzahl von bogenförmig in Abstand angeordneten Lager-Zwischenstücken aufweisen, die von dem Innenglied getragen werden , und daß die Innenfläche des Außengliedes so ausgebildet ist,daß sie eine damit zusammenarbeitende Lagerfläche bildet.

4. Antennen-Anlage nach Anspruch 2,dadurch gekennzeichnet, daß die dazwischen liegenden Lagermittel eine Mehrzahl von bogenförmig in Abstand angeordneten Lager-Zwischenstücken , die von dem Außenglied getragen werden,enthalten, und daß die Außenfläche des Innengliedes so ausgebildet ist,daß sie eine damit zusammenarbeitende Lagerfläche bildet.

5. Antennen-Anlage nach Anspruch 3 oder 4_ydadurch gekennzeichnet, daß die Lager-Zwischenstücke so angeordnet sind,daß der Winkelabstand zwischen mindestens zwei benachbarten

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bogenförmig in Abstand angeordneten Zwischenstücken größer ist als der Winkel,der von einem auswechselbaren Segment des äußeren Lagergliedes eingenommen wird·

6. Antennen-Anlage nach Anspruch 3 bis 5,dadurch gekennzeichnet, daß die Lager-Zwischenstücke paarweise an das Innenglied montiert sind,wobei die Zwischenstücke jedes Paares mit dem gleichen Bogenabstand relativ dicht beieinander angeordnet sind, und daß der Bogenabstand zwischen einem Zwischenstück eines Paares und dem nächstgelegenen Zwischenstück des nächsten Paares einem Winkel entspricht,der größer ist als der Winkel, der von einem der auswechselbaren Segmente des äußeren Lagergliedes eingenommen wird.

7. Antennen-Anlage nach einem der Ansprüche 3 bis 6,dadurch gekennzeichnet,daß jedes Lxger-Zwischenstück an einem Ende mit dem Glied,von dem es getragen wird,verstiftet ist, daß es an diesem Glied durch ein selbstausrichtendes Kugelstück, das in der Mitte des Lager-Zwischenstücks angeordnet ist, gelagert ist und daß an dem anderen Ende des Lager-Zwischenstücks ein an diesem Glied anliegender verstellbarer Anschlag vorgesehen ist.

S. Antennen-Anlage nach einem der Ansprüche 3 bis 7,dadurch gekennzeichnet,daß die Lager-Zwischenstücke verdoppelt sind, derart,daß die beiden Zwischenstücke jeder Poppelanordnung in Achsrichtung Abstand voneinander haben und ihrer Lage nach in Achsrichtung verstellbar sind,wodurch die Kontaktfläche der Lager-Zwischenstücke auf der damit zusammenarbeitenden LaL.erf lache" verändert werden kann_e

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9. Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche,dadurch gekennzeichnet,daß das Innenglied einen Teil des verstellbaren Aufbaus der Antenne bildet und durch ein Planeten- und Sonnenrad-Getriebe angetrieben wird,wobei das Planetenrad angetrieben und durhh einen Teil .des verstellbaren Aufbaus gehaltert und das Sonnenrad durch Zähne am Umfang der Außenfläche des Außengliedes gebildet wird.

ICK Anlage nach einem der Ansprüche 3 bis 8,dadurch gekennzeichnet, daß das Innenglied einen dreieckförmigen Aufbau mit drei Paaren von Lager-Zwischenstücken hat,von denen je eines auf jeder Seite jedes Scheitelpunktes angeordnet ist und der Winkelabstand zwischen jedem Zwischenstück eines Paares und dem näher gelegenen Zwischenstück des nächsten Paares im wesentlichen 90° beträgt und daß das Außenglied aus vier Segmenten,von denen jedes einen Winkel von im wesentlichen 90 überdeckt,zusammengesetzt ist.

11. Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche,dadurch gekennzeichnet,daß Mittel vorgesehen sind,um das Innenglied zu heizen und diese Aufheizung automatisch in Abhängigkeit von dem Abstand dieses Gliedes von dem Außenglied zu regeln, so daß dieser Abstand mit einem vorgegebenen Wert im wesentlichen konstant gehalten wird.

12. Anlage nach Anspruch 11,dadurch gekennzeichnet,daß die Mittel zur Regelung der Heizung Mittel zur Überwachung der elektrischen Kapazität zwischen dem Innenglied und dem Außenglied enthalten.

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