DE2606719A1 - Elektromechanischer schwingankerantrieb fuer eine radar-richtantennenanordnung - Google Patents

Description

• Elektromechanischer Schwingankerantrieh für eine Radar-Richtantennenanordnung Die Erfindung betrifft einen elektromechanischen Schwingankerantrieb für eine periodische Schwenkbewegung einer Radar-Richtantennenanordnung um eine Mittellage, mittels einem durch einen Elektromneten angeregten Feder-Masse-System, bestehend aus einem Schwinganker, der über eine Schubstange mit einer Richtantenne verbunden ist und einer Schraubenfeder.
• Zum Antrieb einer beispielsweise Such-Bewegung einer Radtlr-Richtantennenanordnung können die verschiedensten Antriebssysteme eingesetzt werden. Allgemein bekannt sind hierfür rein mechanische oder auch hydraulische Systeme sowie Kombinationen beider Arten.
• Elektrische Schwingankermotoren finden als Antrieb für die verschiedensten, periodische Arbeitshbe voraussetzende Maschinen und Geräte Verwendung. CH-PS 558 609 bescllreib-t einen solchen Schwingankermotor, der insbesondere zum Antrieb einer, vorzugsweise Gase fördernden Membranpumpe yeeignet erscheint. Als Ankerkopf findet hier ein durch einen E-förmigen Elektromagneten errgeter, federnd angeordneter Permanentmagnet Verwendung.
• Eine derartige Anordnung ist stark lastabhängig und würde als Antriebsmittel für eine Radar-Richtantennenanordnung schon bei geringsten Windeinflüssen eine reduzier-te, und stark ändernde Schwingungsfrequenz aufweisen. Aus diesem Grunde scheidet dieses an sich einfache und günstig erscheinende Antriebsmittel für Radar-Suchbewegungen aus.
• Aus US-PS 2 803 007 ist ein eiektromechanischer Radarantennenantrieb bekannt. Die dort beschriebene Lösung sieht ein einfaches, nach dem Prinzip eines dreiphasigen Synchronmotors arbeitendes Antriebs-Aggregat zur nutationsförmigen Bewegung eines Primärstrahlers vor.
• Während das vorerwähnte Antriebs-Aggregat für Radargeräte mit konusförmigen Suchstrahl-Bewegungen (engl. Conical-Scan-Radar) Verwendung findet, wird beispielsweise bei Impuls-Doppler-Radargeräten eine vertikale oder horizontale Suchbewegung (seitliche Kipp-Bewegung) verlangt. Bei mobilen Anlagen, insbesondere jedoch bei in Panzerfahrzeugen eingebauten Radaranlagen stellt der minimale verfügbare Raum besondere Ansprüche an den konstruktiven Aufbau des Antennen-Antriebs. Bei gepanzerten Kettenfahrzeugen treten bekanntlich im ganzen Fahrzeug grosse Schwingungsbelastungen auf; dies bedingt auch für den Antennenantrieb eine möglichst robuste. und wartungsfreie Ausführung.
• Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen auch den Anforderungen eines gefechtsmässigen Radareinsatzes genügenden Richtantennenantrieb hoher Frequenzkonstanz zu schaffen. Der geringe erforderliche Raumbedarf sowie die Art der Kühlung des Antriebs sollen auch dessen Einbau in Kampf-Panzer fahrzeuge schon bcstehender Konzep-tion ermöglichen.
• Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Summe der Massenträgheitsmomente aus Schwinganker, Schubstange und Richtantenne sowie die Federkonstante der Schraubenfeder die Taktfrequenz eines den Elektromagneten erregenden Stromes vorbestimmen, dass der aus seiner Mittellage ausgelenkte Schwinganker den Strom schaltet und dass die Schubstange zur Umsetzung der Pendelscbwingung des Schwingankers in eine translatorische Bewegung eine Gelenk-Verbindung aufweist An Hand einer Zeichnung wird nachfolgend ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher beschrieben. Diese beispielsweise Ausführung eines Antriebs dient zur horizontalen Bewegung eines Radarreflektors, wobei dieser Reflektor mechanisch um + 0 einen Auslenkwinkel von zirka - 2,5 um eine vertikale Drehachse gekippt wird. In der Figur ist dieser Schwingankerantrieb im verriegelten Zustand (Ruhestellung) dargestellt.
• Ein zwischen den Polen eines aus zwei Hufeisenmagneten aufgebauten Elektromagneten E befindlicher Schwinganker S ist im Drehpunkt DP1 gelagert. Schwinganker S wirkt einerseits auf Feder F und andererseits auf Schubstange Sch. Schubstange Sch ist mit Reflektor R verbunden.ReflektorR ist um Achse A schwenkbar angeordnet. Ein Elektromagnet M ist mit seiner ziehenden Achse über eine im Drehpunkt DP2 gelagerte Sperrklinke K verbunden. In drückender Richtung von Elektromagnet M wirkt eine Druckfeder DF. Ein induktiver Weggeber T ist am oberen, üher den Drehpunkt DP1 hinausragenden Teil des Schwingankers Sch angebracht. Der induktive. Weggeber T ist über einer Steuerleitung mit Stellglied St verbunden.
• Die sehr einfache Wirkungsweise des Antriebs ist folgende: Elektromagnet E wird durch einen mit der TakEfrequenz f fliessenden Strom i erregt. Die Taktfrequenz f entspricht der Kreisfrequenz des durch Schwinganker S, Schubstange Sch, Richtantenne R und Feder F gebildeten Feder-Masse-Systems.
• Gleichzeitig mit der Erregung von Elektromagnet E fliesst im Elektromagnet M ein Strom, so dass die Sperrklinke K den Schwinganker S entriegelt. Schwinganker S beginnt alsbald zu schwingen und steuert über den induktiven Weggeber T und Stellglied St den Strom i in bekannter Weise, so dass abwechslungsweise der linke oder der rechte Hufeisenmagnet des Elektromagneten E erregt ist.
• Der pendelnde Schwinganker 5 weist eine in bekannter Weise ausgeführte Gelenk-Verbindung zu Schubstange Sch auf. Dadurch wird die Pendelschwingung in eine translatorische Bewegung umgesetzt, woraus über Schubstange Sch eine horizontale Schwenkbewegung der Richtantennenanordnung R entsteht.
• Durch Austausch bzw, Abstimmen von Schraubenfeder 1 und/ oder der bewegten Massen liessen sind) bei vorgegebenen Richtantennengrössen konstante, vorgewälllte Schwii0gungsfrequenzen von ca. 4 bis 40 tiz realisieren.
• Der Schwinganker S kann sowollL vollständig aus einem ferromagnetischen Material ausgefertigt sein, als auch nur ferromagnetische Polplatten aufweisen. Derartige Polplatten könnten zur Erzielung eines höheren Wirkungsgrades auch, entsprechend des geforderten Pendelwirlkels, keilförmig ausgebildet sein.

Claims (5)

1. Ansprüche

   Elektromechanischer Schwingankerantrieb für eine periodische, vertikale oder horizontale Schwenkbewegung einer Radar-Richtantennenanordnung um eine Mittellage, mittels einem durch einen Elektromagneten angeregten Feder-Masse-System, bestehend aus einem Schwinganker, der über eine Schubstange mit einer Richtantenne verbunden ist und einer Schraubenfeder, dadurch gekennzeichnet, dass die Summe der Massenträgheitsmomente aus Schwinganker (5), Schuh 1ange (Sch) und Richtantenne (R) sowie die Federkon Lante (C) der Schraubenfeder (F) die Taktfrequenz (f) eines den Elektromagneten (E) erregenden Stromes (I) vorbestimmen, dass der aus seiner Mittellage ausgelenkte Schwinganker (S) den Strom (I) schaltet und dass die Schubstange (Sch) zur Umsetzung der Pendelschwingung des Schwingankers (S) in eine translatorische Bewegung eine Gelenk-Verbindung aufweist.
2. 2. Elektromechanischer Schwingankerantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Federkonstante (C) der Schraubenfeder (F) abstimmbar ist.
3. 3. Elektromechanischer Schwingankerantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwinganker (S) und/ oder die Schraubenfeder (F) austauschbar angeordnet sind.
4. 4. Elektromechanischer Schwingankerantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bestimmung der momentanen Schwingungsamplitude am Schwinganker (S) ein Längenmessgeber (G) angeordnet ist.
5. 5.. Elektromechanischer Schwingankerantrieb nach Anspruch 1 oder einem vorangehenden Anspruch 2-4, dadurch gekennzeichnet, dass eine in den Schwinganker (S) eingreifende Sperrklinke (K) zur Verriegelung des gesamten Feder-Masse-Systems in der Mittel- oder in einer Endlage vorhanden ist.