DE2037819B2

DE2037819B2 -

Info

Publication number: DE2037819B2
Application number: DE19702037819
Authority: DE
Inventors: Manfred Dipl.-Ing. 4000 Duesseldorf Graf
Original assignee: Rheinmetall GmbH
Current assignee: Rheinmetall Industrie AG
Priority date: 1970-07-30
Filing date: 1970-07-30
Publication date: 1974-03-07
Also published as: DE2037819A1; DE2037819C3

Description

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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Richtvorrichtung für in Panzerungen von Geschütztünnen, gepanzerten Fahrzeugen oder dergleichen angeordneten Geschützen, bei der das Geschütz von zwei relativ zueinander und gegenüber dem Geschütz in gegeneinander geneigten Ebenen mittels eines Richtgetriebes verdrehbaren Bauteile getragen wird und die Drehachsen sich in einem Punkte schneiden.

Bei einer bekannten Richtvorrichtung dieser Art (USA.-Patentschrift 2 712 271) ist ein Geschützturm beschrieben, der aus drei drehbar aufeinander angeordneten schiefen Kegelstümpfen besteht, deren unterer Teil in einem geraden, den Hauptturm bildenden Kegelstumpf drehbar gelagert ist, wobei in letzterem ein Schlitz für den Richtbereich des Rohres vorgesehen ist. Der obere, das Geschützrohr aufnehmende Kegelstumpf ist durch eine kardanische Verbindung mit dem Hauptturm gegen Verdrehen gesichert, während die anderen beiden Kegelstümpfe jeder für sich oder zusammen antreibbar sind. Hierdurch wird die Höhenrichtbewegung erzielt. Das Seitenrichten wird durch Drehen des Geschützturmes oder des Fahrzeuges erreicht.

Der Nachteil der beschriebenen Richtvorrichtung besteht darin, daß durch einen Treffer die hinter dem Schlitz des Hauptturmes liegenden inneren Kegelstümpfe beschädigt werden können und eine weitere Richtbewegung dadurch ausgeschaltet werden kann. Es sind ferner die einzelnen Teile dieser Vorrichtung sehr groß bemessen, da sie den aus diesen Teilen zusammengesetzten Geschützturm darstellen. Hieraus ergibt sich, daß die Teile schwer zu bearbeiten sind, schwierig abzudichten sind und mit großer Reibung zu bewegen sind. Hinzu kommt, daß die während des Richtvorganges zu bewegenden Massen sehr groß sind, wodurch die Richtgeschwindigkeit herabgesetzt wird, und daß durch die im Mittelpunkt des Turmes gelegene kardanische Verbindung eine starke Einengung des Innenraumes des Turmes eintritt. Ein weiterer wichtiger Nachteil der bekannten Vorrichtung besteht darin, daß die Anzahl der zur Erzielung der Höhenrichtbewegung des Geschützes erforderlichen Turmteile relativ groß ist, um bei jeder Rohrerhöhung ein Abdecken der öffnung in der Panzerung des Hauptturmes zu erreichen. Dennoch kann nicht vermieden werden, daß die Panzerung des Turmes in der Stellung der höchsten Rohrerhöhung stark geschwächt ist und somit ihren Zweck verfehlt, eine bei jeder Geschützstellung allseitig geschlossene Panzerung zu schaffen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Richtvorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der die Nachteile der bekannten Richtvorrichtung vermieden werden, die aus möglichst wenigen Teilen besteht und daher einfach im Aufbau ist, leicht durch einfache Bearbeitungsvorgänge herstellbar ist, indem nur einfache, relativ kleine Drehteile verwendet werden, die beim Richtvorgang keine Veränderung der Überdeckung der einzelnen Teile bzw. keine Veränderung der Führungsflächen aufweist, die leicht abzudichten ist und mit geringer Reibung zu betätigen ist, in keiner Lage des Geschützes eine Behinderung im Innenraum hervorruft und geringe zu bewegende Massen aufweist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das erste Bauteil in einer öffnung der Panzerung drehbar gelagert und als eine Ringblende ausgebildet ist, in deren öffnung das zweite Bauteil drehbar gelagert ist, das als Innenblende ausgebildet ist, und die Durchgangsöffnung für das Geschützrohr enthält, daß das Geschütz mittels einer kardanischen Lagerung in bezug auf seine Längsachse unverdrehbar im Innenraum der Panzerung aufgehängt ist und daß die Drehachsen der Ringblende und der Innenblende die Drehachsen von zwei ineinanderliegenden und ineinander abrollenden Kegel bilden, deren gemeinsame Spitze im kardanischen Aufhängepunkt des Geschützes gelegen ist, deren öffnungswinkel sich wie

3 4

2:1 verhalten und die sich längs einer Mantellinie die in einem mit der erfindungsgemäßen Richtvor-

berühren, wobei die Längsachse des Geschützrohres richtung versehenen Panzerturm gelagerte Waffe auch

eine Mantellinie des inneren Kegels darstellt. zur Bekämpfung von fliegenden Zielen geeignet ist.

Mit der erfindungsgemäßen Richtvorrichtung ist Die Erfindung wird nachfolgend an Hand zweier gegenüber der bekannten Richtvorrichtung in vorteil- 5 Ausführungsbeispiele erläutert, und zwar zeigt
hafter Weise erreicht, daß ihr Aufbau vereinfacht und F i g. 1 eine Richtvorrichtung für beliebige Richtraumsparender ist, da sie nur aus einer zweiteiligen winkel im Längsschnitt,

Blende und der kardanischen Aufhängung des Rohres F i g. 2 die Richtvorrichtung nach F i g. 1 im Schnitt

in der Panzerung besteht. Im gesamten Richtbereich gemäß Linie H-II,

tritt keine Veränderung der Überdeckung der Blen- io F i g. 3 und 4 zwei die mathematischen Zusammen-

denteile oder ein Freiliegen ungeschützter Teile der hänge zum Richten in einer Ebene erläuternde Prin-

Panzerung ein. Die drehbare Lagerung des Geschütz- zipskizzen,

rohres in der Innenblende bringt praktisch keinen zu- F i g. 5 eine Richtvorrichtung für eine Richtebene

zätzlichen Aufwand mit sich, da das Rohr ohnehin im Längsschnitt und

für den Rücklauf abgedichtet in der Panzerung ge- 15 Fig. 6 die Richtvorrichtung nach F ig. 5 im Schnitt

lagert sein muß. gemäß Linie VI-VI.

Da alle Teile einfacher und kleiner sind als bei der In einer Panzerung 1 (F i g. 1) ist eine Blende 2, die bekannten Richtvorrichtung, sind sie auch leichter aus einer Ringblende la mit ihrer Drehachse 3 und zu bearbeiten und zu lagern und können auf einfache und einer darin drehbar angeordneten Innenblende Weise vollständig abgedichtet geführt werden. Die 20 26 mit ihrer Achse 4 besteht, drehbeweglich gelagert, Richtgeschwindigkeit der erfindungsgemäßen Rieht- wobei die Achsen 3 und 4 einen Winkel α einschlievorrichtung ist hoch, da die zu bewegenden Teile nur ßen. In der Innenblende 2 b ist außermittig und geeine geringe Masse aufweisen. Ein weiterer großer neigt zu deren Drehachse 4 eine drehbar auf der Vorteil liegt im großen Richtbereich der Richtvorrich- Innenblende 2 b gelagerte Vorrichtung 5 zur Auftung, der durch den öffnungswinkel des äußeren Ke- 25 nähme eines beim Schuß gegen nicht gezeigte Bremsgels vorgegeben ist. Dieser öffnungswinkel ist im we- und Rohrvorholer in der Vorrichtung 5 zurück- und sentlichen davon abhängig, wie groß die Blende in wieder vorlaufenden Geschützrohres 6 mit seiner Geder Panzerung gewählt werden kann. Es ist auf diese schützrohrachse 7 angeordnet, wobei letztere mit der Weise möglich, den Richtbereich der Richtvorrich- Achse 3 der Ringblende2σ einen Winkel/? = 2<x eintung den gegebenen Verhältnissen leicht anzupassen, 30 schließt. Eine bis zum Verschluß 6 b reichende stegwodurch sie für jede Art von Panzerungen gut ver- artige Verlängerung 5 α der Vorrichtung 5 dient zur wendbar wird. Anlenkung des Kardangelenks an das Rohr 6. Das 3m

Eine vorteilhafte Weiterbildung der erfmdungsge- Kampfraum 8 liegende verschlußseitige Ende 6 a des mäßen Richtvorrichtung besteht darin, daß der Ring- Geschützrohres 6 ist in einem Kardangelenk 9 gelablende und der Innenblende die Stellung des Ge- 35 gert, das über ein Verbindungsteil 10 mit dem Geschützrohres erfassende Meßfühler zugeordnet sind, schützturm 1 drehbar verbunden ist. Die Achsen 3, 4 die senkrecht zur Längsachse des Geschützrohres an- und 7 haben einen gemeinsamen Schnittpunkt im geordnet sind und mit einer mit dem Geschützrohr Kardangelenk 9. Auf dem verschlußseitigen Ende 6 α gekoppelten und relativ dazu beweglichen Steuerungs- des Geschützrohres 6 ist ein mit einer Handhabe 11 vorrichtung, bestehend aus einem Steuergestänge und 40 versehenes Steuergestänge 12 (F i g. 2) angeordnet, einem damit verbundenen, das Geschützrohr konzen- das über eine Verbindungsstange 13 mit einem kontrisch umgebenden und die Meßfühler beeinflussen- zentrisch in geringem Abstand um das Geschützrohr 6 den Ring, in Wirkverbindung stehen. angeordneten Ring 14 fest verbunden ist. Mit dem

Hierdurch wird erreicht, daß durch Bewegen des Ring 14 stehen zwei um 90° versetzt an der Innen-

Steuergestänges in Richtung auf den gewünschten 45 blende 26 befestigte Meßfühler 15 und 16 in Wirk-

Zielpunkt die Richtvorrichtung automatisch folgt, verbindung, von denen der Meßfühler 16 mit einem

ohne daß es dazu notwendig wäre, getrennte Hand- Motor 17 zum Antrieb der Ringblende 2 a über einen

räder für das Höhenrichten und das Seitenrichten zu in der Drehebene der Ringblende la angeordneten

betätigen. und fest damit verbundenen Zahnkranz 18 und der

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausbildung der 50 Meßfühler 15 mit einem zum Antrieb der ebenfalls erfindungsgemäßen Richtvorrichtung, die immer dann mit einem in der Drehebene der Innenblende 2 b ananwendbar ist, wenn die Waffe in gepanzerten Dreh- geordneten Zahnkranz 19 fest verbundenen Innentürmen gelagert ist, ist die Innenblende gegenüber der blende 2 b dienenden und an der Ringblende 2 a be-Ringblende unter Zwischenschaltung eines Führungs- festigten Motor 20 verbunden sind. Bei einem Ausgetriebes antreibbar, wobei letzteres aus einem Kreuz- 55 lenken der Handhabe 11 des Steuergestänges 12 wird gelenk mit nachgeschaltetem Übersetzungsgetriebe über die Verbindungsstange 13 der Ring 14 relativ mit einem Übersetzungsverhältnis von 1: 2 besteht. zum Geschützrohr 6 aus seiner Mittellage ausgelenkt.

Bei dieser Ausführungsform ist die Drehung der Dabei werden die Meßfühler 15 und/oder 16 aus ihrer

Innenblende gegenüber der Ringblende so gesteuert, Ruhelage verschoben und geben je einen Steuerbefehl

daß sich die Rohrachse beim Richtvorgang nur in ^6o an den Antriebsmotor 20 und/oder 17, die die jeweils

einer senkrechten Ebene bewegt. Das Seitenrichten mit ihnen über die Zahnkränze 18 und 19 f ormschlüs-

erfolgt durch Verdrehen des Geschützturmes. sig drehbar verbundenen Blenden 2 b und/oder 2 a

Auf diese Weise wird erreicht, daß der Richtvor- gegenüber der Panzerung verdrehen. Diese Steuerbegang genauso verläuft wie bei herkömmlichen Ge- fehle werden so lange aufrechterhalten, bis die Meßschütztürmen, daß aber der Höhenrichtbereich erheb- ⁶5 fühler 15 und/oder 16 wieder ihre Ruhelage eingelich vergrößert ist gegenüber einer Walzen- oder nommen haben. Durch die drehbar gegenüber der Kugelblende, ohne daß deswegen eine Veränderung Innenblende 2 b angeordnete Vorrichtung 5, in der der Überdeckung der einzelnen Teile auftritt, so daß sich das axial verschiebbare Rohr 6 befindet, wird zu-

sammen mit dem Kardangelenk 9 beim Richtvorgang ein Verdrehen des Rohres 6 verhindert.

Zur Ableitung der Bewegungsgesetze, die zur Führungrung der Seelenachse eines Geschützrohres in einer ebenen Fläche erfüllt werden müssen, sind in den F i g. 3 und 4 zwei Kegel dargestellt, an denen sich die Gesetzmäßigkeiten ablesen lassen. Aus der speziellen Lage der F i g. 3 ist ersichtlich, daß in einem Hohlkegel I mit dem Kegelwinkel β ein Spitzkegel II mit dem Kegelwinkel α so angeordnet ist, daß beide Kegel eine gemeinsame Mantellinie AO besitzen und die beiden Spitzen der Kegel im Punkt 0 liegen. Da außerdem die Beziehung

= 2«

(1)

gilt, bildet die der Mantellinie AD gegenüberliegende Mantellinie ~BÖ gleichzeitig die Mittellinie MO des

Hohlkegels I.

Die beiden Kegelachsen MO und ΉΌ schließen den Winkel α ein. Dieser Winkel bleibt durch Anbringen eines in der Ebene BNO, die Achsen der Kegel in den Punkten M und N verbindenden Steges in jeder Stellung der gegeneinander verdrehbaren Kegel konstant. Bei der Bewegung des Kegels II im Kegel I beschreibt die Achse NO den strichpunktiert dargestellten Kegel.

In Fig. 4 ist eine beliebige Lage der beiden Kegel dargestetll. Die Mantellinie PD des kleinen Kegels II beschreibt dann eine ebene Fläche FGO, wenn die Bewegung des Steges MN, der die Basismittelpunkte

ίο M und N verbindet, um den großen Kegel I und die Drehung des kleinen Kegels II um den Steg durch ein Führungsgetriebe gekoppelt sind. Soll der Punkt P, durch den die Mantellinie TU des Kegels 11 verläuft, in der Ebene FGO geführt werden, so muß zwischen dem Drehwinkel ψ des Steges, gemessen in der Basisebene des Kegels I zwischen den Punkten AME oder in einer dazu parallelen Ebene zwischen den Punkten DPC, gegenüber dem Kegel I und dem Drehwinkel φ, gemessen zwischen Stegebene MM? und Radius ΝΨ in der Basisebene des Kegels II folgende Beziehung bestehen:

tan«; =

— λ-cos«-sine? l —cos© φ — = cos« · — = cos« · tan —

T₁"

Für die folgende Ableitung wurde zweckmäßigerweise der Steg MiV als Bezugssystem verwendet, da von dort aus die Winkel φ und -ψ gemessen werden.

Das Übersetzungsverhältnis ist definiert durch In der Gleichung (7) ist

d<x

JJ₁
2

ergibt sich

tan ψ = cos α · tan

dw 1
Σ—= —cosa ·

cos²!/; 2

2
άφ

(2)

35

cos¹⁵ —
2

(4)

und nach Elimination von ψ die Beziehung
dw 1 cosa

^{άψ 2} 1-sin²«· sin²*

45 wobei i/j das konstante Übersetzungsverhältnis des Rädergetriebes bedeutet. Folglich gilt auch χ = φ/2.

Aus dieser Gleichung ist ersichtlich, daß sich das Führungsgetriebe dadurch verwirklichen läßt, daß man ein Kreuzgelenk mit einem normalen Rädergetriebe, das das konstante Übersetzungsverhältnis nach Gleichung (8) besitzt, koppelt. Das Rädergetriebe wird zweckmäßigerweise als dreiachsiges Stirnradgetriebe mit gleichem Achsabstand ausgeführt.

Für das Richten des Geschützrohres ist der Zusammenhang zwischen dem Richtwinkel y, der zwischen der Achse MO und der Mantellinie Fü liegt, und den Antriebswinkeln φ oder ψ von wesentlicher Bedeutung. Es gilt gemäß F i g. 4 folgende Beziehung:

. (4a)

!/sin²« +
= -¹

— cos«))²

Der Ausdruck (4 a) entspricht dem Übersetzungsverhältnis i_k eines Kreuzgelenks. Sind hier φ und χ die beiden Drehwinkel, gemessen in zwei um den Winkel α geneigten Ebenen, so gilt wegen der Beziehung

tan ψ — cos a · tan χ (5)

(9)

Dieser Zusammenhang zwischen γ und φ läßt sich vereinfachen zu

• 7 · Ψ

sm — = sin« · sin —.

2 2

(10)

Eleminiert man in Gleichung (10) den Winkel φ/2 nach Gleichung (2), so ergibt sich

für das Übersetzungsverhältnis des Kreuzgelenks

άψ

cos«

(6)

y
tan — = tan α · sm ψ.

(11)

1 — sin²« sin² %

Unter Berücksichtigung der Ergebnisse (5) und (6) läßt sich nach Anwendung der Kettenregel für das Übersetzungsverhältnis des Führungsgetriebes folgende Beziehung angeben:

άψ άχ 1 cosa . 1

άχ άψ 2 (1 — sin²α sin² χ) 2

(7)

Diese Vorrichtung kann bei allen Arten von gepanzerten Drehtürmen, wie sie z. B. auf Schiffen, Panzern, Spähpanzern usw. Verwendung finden, angewendet werden.
Ein entsprechendes Beispiel zeigen die Fig. 5 und 6. Bei dieser Ausführungsform wird eine vertikale Richtbewegung durch die erfindungsgemäße Richtvorrichtung erzielt, während das Seitenrichten durch seitliches Verdrehen des Turmes, beispiels-

7 8

weise gegenüber einem Fahrzeug, in an sich be- Führungsgetriebe 28 gekoppelt. Die andere Achse

kannter Weise erfolgt. des Kreuzgelenks 27 ruht in zwei am Turm 1 be-

Die Panzerung 1 besteht hier aus einem Turm, der festigten Führungszapfen 29, die gleichzeitig auch auf einem Fahrzeug 21 drehbar gelagert ist. Im als Führungen zweier am verschlußseitigen Ende 6 a Turml ist eine Geschützblende2 drehbar angeord- 5 achsparallel zum Rohr6 angeordneten Führungsnet, die aus einer um eine Achse 3 drehbeweglichen leisten 30 dienen, die mit einem dem Rohrrücklauf Ringblende 2 a und einer darin drehbar angeordneten angemessenen Langloch 31 versehen sind. An der Innenblende 2 6 mit ihrer Achse 4 besteht. In der Ringblende 2 a ist ein Zahnkranz 18 befestigt, der Innenblende 26 ist geneigt zu deren Drehachse 4 formschlüssig mit einem am Turml befestigten Aneine Vorrichtung 22 zur Aufnahme des Geschütz- io triebsmotor 32 verbunden ist.
rohres 6 mit einer Geschützrohrachse 7 angeordnet, Beim Antrieb des Motors 32 verdreht dieser die wobei die Rohrachse 7 die Drehachsen 3,4 der Ringblende 2 a über den damit fest verbundenen Blendenteile2ß,26 im kardanischen Aufhängepunkt Zahnkranz 18 gegenüber dem Turml. Gleichzeitig schneidet. wird der Rädertrieb 23 auf Grund seiner Lagerung

Die Innenblende 26 ist fest mit einem Zahnkranz 15 in der Ringblende 2a und der gegenüber dem Turm 1

19 verbunden und über einen in der Ringblende 2 a drehfesten Anordnung des Kreuzgelenks 27 in eine

drehbar gelagerten Rädertrieb 23 mit einem dreh- zwangsweise Drehung versetzt, so daß über den

beweglich auf der Ringblende 2 a angeordneten Zahnkranz 19 die damit fest verbundene Innenblende

Zahnkranz 24 zu einem Übersetzungsgetriebe 25 ge- 26 verdreht wird. Die vom Antriebsmotor 32

koppelt. 20 ausgehende Drehbewegung wird somit in eine verti-

Das Übersetzungsgetriebe 25 ist durch zwei fest kale Bewegung der Achse der mit der Innenblende

mit dem Zahnkranz 24 verbundene Stege 26 mit 26 fest verbundenen Vorrichtung 22 und damit auch

einem in diesem gelagerten Kreuzgelenk 27 zu einem des Geschützrohres 6 umgewandelt.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche ·.

1. Richtvorrichtung für in Panzerungen von Geschütztürmen, gepanzerten Fahrzeugen oder dergleichen angeordneten Geschützen, bei der das Geschütz von zwei relativ zueinander und gegenüber dem Geschütz in gegeneinander geneigten Ebenen mittels eines Richtgetriebes verdrehbaren Bauteilen getragen wird und die Drehachsen sich in einem Punkte schneiden, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Bauteil in einer öffnung der Panzerung (1) drehbar gelagert und als eine Ringblende (2 a) ausgebildet ist, in deren öffnung das zweite Bauteil drehbar gelagert ist, das als Innenblende (2 b) ausgebildet ist und die Durchgangsöffnung für das Geschützrohr (6) enthält, daß das Geschützrohr (6) mittels einer kardanischen Lagerung (9, 27) in bezug auf seine Längsachse unverdrehbar im Innenraum (8) der Panzerung (1) aufgehängt ist und daß die Drehachsen (3, 4) der Ringblende (2 a) und der Innenblende (2 b) die Drehachsen von zwei ineinanderliegenden und ineinander abrollenden Kegeln (I, II) bilden, deren gemeinsame Spitze im kardanischen Aufhängepunkt des Geschützes (6) gelegen ist, deren öffnungswinkel sich wie 2:1 verhalten und die sich längs einer Mantellinie berühren, wobei die Längsachse (7) des Geschützrohres (6) eine Mantellinie des inneren Kegels (II) darstellt.

2. Richtvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringblende (2«) und der Innenblende (2 b) die Stellung des Geschützrohres (6) erfassende Meßfühler (15, 16) zugeordnet sind, die senkrecht zur Längsachse (7) des Geschützrohres (6) angeordnet sind und mit einer mit dem Geschützrohr (6) gekoppelten und relativ dazu beweglichen Steuerungsvorrichtung, bestehend aus einem Steuergestänge (12) und einem damit verbundenen, das Geschützrohr (6) konzentrisch umgebenden und die Meßfühler (15, 16) beeinflussenden Ring (14), in Wirkverbindung stehen.

3. Richtvorrichtung nach Anspruch 1 in einem seitenrichtbaren Geschützturm od. dgl., dadurch gekennzeichnet, daß die Innenblende (2 b) gegenüber der Ringblende (2 a) unter Zwischenschaltung eines Führungsgetriebes (28) antreibbar ist, wobei letzteres aus einem Kreuzgelenk (27) mit nachgeschaltetem Übersetzungsgetriebe (25) mit einem Übersetzungsverhältnis von 1: 2 besteht.