DE2758596C2 - Einrichtung zum Koppeln einer trägen Masse mit einer die träge Masse tragenden Unterlage - Google Patents
Einrichtung zum Koppeln einer trägen Masse mit einer die träge Masse tragenden UnterlageInfo
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Description
des Getriebes kann es in der Praxis genügen, wenn das Getriebe auf andere Weise, z. B. durch den Abtrieb der
Stabilisierungsvorrichtung' angetrieben wird. Insbesondere für die Stabilisierung eines Waffenturmes ist der
Einfluß der Fahrzeugbewegung eines den Turm j
tragenden Fahrzeuges auf die Stabilisierungsvorrichtung
und die Stabilisierungs'sistung geringer als dt-Einfluß
der Unwuchtmomente. Wird nun das Abtriebsmoment der Stabilisierungsvorrichtung nicht direkt auf
den Turm übertrügen, sondern über das Getriebe gemäß der Erfindung, so werden die Störeinflüsse durch die
einseitige Hermnwirkung des Getriebes abgeschwächt
Allerdings verringert sich hierbei der Übertragungswirkungsgrad vom Antrieb auf den Turm. Je nach dem
Bewegungszustand des Fahrzeuges und den Unwucht-Verhältnissen des Turms bzw. der Waffe lassen sich
Hemmwirkung und Wirkungsgrad in einfacher Weise optimal aufeinander abstimmen.
Vorteilhaft werden Getriebe verwendet, die bezogen auf das Übersetzungsverhältnis und das Abtriebsmoment
eine sehr geringe Trägheit haben. Beispiele für solche Getriebe sind Schneckengctriebe, wobei die
Schnecke antreibt und das Schneckenrad mit der trägen Masse verbunden ist, oder Getriebe mit Spindel und
Mutter. Ist z. B. ein Schneckengetriebe verwendet, so
genügt zum Ausgleich der Relativbewegungen zwischen träger Masse und Unterlage allein eine Beschleunigung
der Schnecke, wofür nur ein kleines Antriebsmoment erforderlich ist Wirkt ein größeres Antriebsmoment als
das theoretisch erforderliche auf die Schnecke, yo ergibt sich ein Störmoment, das jedoch zum einen immer
gegen die Reibkräfte der trägen Masse in ihrer Lagerung an der Unterlage wirkt und zum anderen dann
relativ klein wird, wenn der Antriebsmotor mit kleiner Leistung dimensioniert wird.
Eine besonders einfache Ansteuerung des Motors ist dann gegeben, wenn nur die Antriebsrichtung des
Motors in Abhängigkeit der Relativbewegung zwischen träger Masse und Unterlage umgesteuert wird. Das
maximale Störmoment ist auch bei dieser einfachen Ansteuerungsart so gering, daß es praktisch vernachlässigt
werden kann. Die Hemmung des Getriebes, die zum Einleiten der Koppelung bzw. Zurrung zwischen träger
Masse und Unterlage erforderlich ist, kann dadurch erzeugt werden, daß das Getriebe als selbsthemmendes
Getriebe ausgebildet ist, oder daß eine Bremse vorgesehen ist, welche vorzugsweise die schneller, d. h.
mit dem kleineren Moment drehende Welle bremst. Günstig ist im Hinblick auf die Auslegung der Bremse,
wenn die Untersetzung des Getriebes zur trägen Masse hin groß ist, was bei den oben erwähnten Getrieben der
Fall ist.
Vorteilhaft ist hierbei, wenn das als Schneckengetriebe ausgebildete Getriebe gerade nicht mehr selbsthemmend
gestaltet ist und die Bremse auf die Schneckenwel-Ie ein definiertes Bremsmoment ausübt, um einen
Überlastungsschutz für die Teile der Kraftübertragung zwischen träger Masse und Unterlage zu schaffen. Der
erwähnte Motor kann so dimensioniert sein, daß bei ausgeschaltetem Schvenkantrieb eine Schwenkbewegung
der trägen Masse mittels des Motors ausgeführt werden kann. Es genügt hierzu eine kleine Leistung
insbesondere bei Verwendung eines Schneckengetriebes, das von Haus aus eine große Übersetzung aufweist
Die träge Masse, wie eine Waffe, kann über das gemäß der Erfindung vorgesehene Getriebe auch von
Hand gerichtet werden, wenn an der Eingangsseite des Getriebes eine Handkurbel angeordnet ist. Diese
Handkurbel kann entweder direkt aß die Eingangswelle
angekuppelt oder bei schlecht«· Zugwnirlichkeit über
eine Welle angelenkt sein.
Es versteht sich, daß die beschriebenen Einrichtungen
aller Aüsführungsbeispiele auch bei anderen Anwendunesfällen
eingesetzt werden können. Z. B. kann die
Waffe durch einen Beobachtung»- oder Fernmeltieeinrichtungen
tragenden Drehtür«! ersetzt sein. Die gezeigten Einrichtungen sind überall da anwendbar, wo
zwei um mindestens eine Achse relativ zueinander bewegliche Teiie in beliebigen: Winkellagen starr
miteinander koppelbar sein soilem.
Die Erfindung ist im folgenden anhand schematischer Zeichnungen an Ausführungsbeispielen mit weiteren
Einzelheiten näher erläutert
Die Figuren zeigen perspektivische, schematische Ansichten dreier unterschiedlich ausgebildeter Einrichtungen
gemäß der Erfindung.
In F i g. 1 ist mit 1 der Teil eines Fahrzeugaufbaus bezeichnet, an dem eine Waffe .2 um die Achse 3 in
Lagern 1' schwenkbar angeordnet ν Die V/affe 2 ist über einen Zahnkranz 4 mit einer Verzahnung 5 an
seinem Umfang schwenkbar, und zwar mit einer Stabilisierungsvorrichtung, deren Abtriebsritzel bei 6
angedeutet ist In die Verzahnung 5 greift außerdem ein Ritzel 7 ein, daß auf der Ausgangswelle 8 eines
insgesamt mit dem Bezugszeichen 9 bezeichneten Schneckengetriebes sitzt Die Abtriebswelle 8 des
Schneckengetriebes 9 ist in Lagern 10 am Fahrzeugaufbau 1 gelagert und trägt an iihrem dem Ritzel 7
abgewandten Ende ein Schneckenrad 11, das mit einer Schnecke 12 kämmt Die Schneckenwelle 13 der
Schnecke 12 ist in Lagern 14 am Fahrzeugaufbau 1 gelagert und wird über einen Riementrieb 15 von einem
Elektromotor kleiner Leistung 16 angetrieben, der am Fahrzeugaufbau 1 abgestützt ist. An ihrem anderen
Ende trägt die Eingangswelle 13 eine Bremse 17, die ebenfalls am Fahrzeugaufbau abgestützt ist. An ihrem
motorseitigen Ende ist an die Welle 13 über eine Kupplung 18 eine Handkurbel 19 amkuppelbar.
Im Betrieb der Einrichtung bei von dem Fahrzeugaufbau : entkoppelter Waffe 2 wird der Zahnkranz 4 über
das Antriebsritzel 6 der nicht gezeigten Stabilisierungsvorrichtung angetrieben. Von dem nicht gezeigten
Regelkreis dieser Stabilisierungsvorrichtung wird der Motor 16 mit einem Stellsignal gleichzeitig so
angesteuert, daß der Motor 16 das Ritzel 7 in gleicher, vom Ritzel 6 vorgegebenen Drehrichtung antreibt. Die
Bremse 17 ist dabei gelüftet Si)II nun die Waffe 2 gegenüber dem Fahrzeugaufbau I gezurrt werden, so
wird die Bremse 17 betätigt und bleibt für die Dauer des Zurr-oder Koppelungszustandes angezogen. Die als
Reibungsbremse ausgebildete Bremse hält die Eingangs» eüe 13 bis zu einem definierten Moment fest.
Wird dieses Moment überschritten, so dreht die Eingangswelle 13 deich. Hierdurch werden d»s Getriebeteile
vor Überlastung geschützt
Bei ausgeschalteter Stabilisierungsvorrichtung kann
die Waffe durch Ansteuern des Motors 16 für Richtbewegungen geschwenkt werden. Damit dies
möglich ist, muß die Leistung des Motors größer als die im Waffen-und Antriebssystem vorhandene Reibleistung
sein. Durch Einrasten de· Kupplung 18 läßt sich
auch ein Richten der Waffe 2 von Hand vornehmen.
Bei dem Auäfiihnmgsbeispie! nacii Fig.'' sind
wiederum der Fahrzeugaufbau mit 1 und eine Waff: mit
2 bezeichnet. Die Waffe ist um eim: Achse 3 in Lagern ι
schwenkbar, die gleichzeitig die geometrische Achse
der Abtriebswelle 8 eines mit 29 bezeichneten Schneckengetriebes ist. Das auf der Abtriebswelle 8
sitzende Schneckenrad 21 kämmt mit einer Schnecke 22, die auf der Getriebeeingangswelle 13 sitzt. Diese ist
drehbar gegenüber der Unterlage 1 gelagert und wird im Unterschied zu der Ausführung nach Fig. 1 von der
Stabilisierungsvorrichtung 20 angetrieben, welche im Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 die Eingangswelle 13
des Schneckengetriebes 29 konzentrisch umgibt. Das Schneckengetriebe 29 ist in diesem Fall selbsthemmend
ausgebildet, so daß in Kraftflußrichtung von der Waffe 2 über das Schneckengetriebe selbsttätig eine Hemmung
erzeugt wird.
Die Ausführung nach Fig. 2 ist wegen des Wegfalls
eines eigenen Motors 16 und einer Bremse 17 besonders ι ϊ
einfach und genügt wegen der geringen Trägheit der Schnecke 22, die nur einer kleinen Antriebsleistung
bedarf, auch dem Erfordernis, daß die Eigenschaften der Stabilisierungsvorrichtung, mit der die Waffe 2 schnell
und genau zu richten ist, nicht in unzulässiger Weise i;\
verschlechtert werden.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 ist eine Waffe 2 in Lagern 1' an einem Fahrzeugaufbau 1 um
eine Achse 3 schwenkbar mittels einer nicht gezeigten Stabilisierungsvorrichtung angeordnet. Eine Einrich- 2>
tung zum Koppeln oder Zurren der Waffe 2 mit dem Fahrzeugaufbau 1 in jeder beliebigen Winkellage des
vorgegebenen Schwenkbereiches der Waffe 2 umfaß', eine mit dem Bezugszeichen 39 bezeichnete Strebe mit
Spindel 40 und Mutter 41. Die Mutter 41 hat eine jo rohrförmige Verlängerung 42, die über ein Drehung der
Mutter verhinderndes Gelenk 43 am Fahrzeugaufbau angelenkt ist. In einem Sackloch 44 dreht die Spindel
über Lager 45 auf einem Zapfen 46, der ebenfalls Teil der Strebe 39 bildet und über ein Gelenk 47 an der J5
Waffe 2 angelenkt ist. Der Zapfen 46 trägt einen Flansch 48, der zunächst radial nach außen verläuft, dann axial
verläuft und schließlich radial nach innen zurückgebogen ist. Zwischen den beiden radialen Teilen des
Flansches 48 ist ein Flansch 49 am Ende der Spindel gehalten. Durch die Flanschanordnung 48, 49 ist die
Spindel 40 axial mit dem Zapfen 46 fixiert.
Auf der Spindel 46 sitzt ein Zahnrad 50, das mit dem Antriebszahnrad 51 eines Elektromotors 52 kämmt.
Dieser Elektromotor 52 ist fest mit der Mutter 41 verbunden. Ebenfalls mit der Mutter 41 über einen
Träger 53 fest verbunden ist eine Bremse 54, die über ein Ritzel 55 auf das Zahnrad 50 einwirken kann. Im Betrieb
bei von der nicht gezeigten Stabilisierungsvorrichtung geschwenkter Waffe 2 wird die Strebe im Schwenksinne ;
dadurch in ihrer Länge verändert, daß der Motor 52 zum ■;/
Drehen der Spindel 40 über das Zahnrad 50 betätigt wird, beispielsweise durch ein Stellsignal, das von einem Tj
Regler der Stabilisierungsvorrichtung abgegeben wird. ,: Durch Drehen der Spindel 40 wird diese je nach der ',,
Drehrichtung aus der Mutter 41 heraus- oder in diese C-hineingeschraubt. Im ersten Falle wird die Strebe 39
verlängert und folgt damit einem Hochschwenken der Waffe 2, während sie im anderen Fall verkürzt wird und
damit einem Herunterschwenken der Waffe 2 folgt. Auf diese Weise läßt sich die Einrichtung also so bewegen,
daß sie eine Schwenkung der Waffe 2 durch die Stabilisierungsvorrichtung nicht stört.
Soll die Waffe 2 mit der Unterlage 1 gekoppelt werden, so wird die Bremse 54 betätigt. Hierdurch wird
ein Bremsmoment über das Zahnrad 50 auf die Spinde! 40 übertragen, welches nach dem Abbremsen die
Spindel 40 festhält und damit die Strebe bei einer der momentanen Schwenklage der Waffe 2 entsprechenden
Länge hält.
Auch bei der Einrichtung nach F i g. 3 kann durch entsprechende Gestaltung des Gewindes zwischen
Spindel 40 und Mutter 41 Selbsthemmung bei Kraftfluß von der Waffe 2 zur Unterlage 1 erzielt werden. Die
Bremse 54 erübrigt sich dann. Vorzugsweise wird jedoch ebenso wie bei dem Ausführungsbeispiel nach
Fig. 1 das aus Spindel 40 und Mutter 41 gebildete ' Getriebe gerade so ausgelegt, daß in der genannten
Kraftflußnchtung eine Hemmwirkung gerade unterhalb der Selbsthemmung erzielt wird und daß die Bremse 54
mit einem definierten Moment wirkt,\<>~ den ·: ■ lähmen
Überlastrchutz zu erzieier.. E.r. solcher Überlastschutz
ist bei selbsthemmender Auslegung des Getriebes nicht gegeben. Während die Getriebe nach den Ausführungsbeispielen gemäß Fig. 1 und 2 eine Schwenkung der
tragen Masse 2 um 360° und mehr mitmachen können, ist das Getriebe nach F i g. 3 auf einen Winkelbereich für
die Schwenkung der Waffe 2 beschränkt, der sich aus der Entfernung des Gelenks 47 von der Achse 3 und
dem Längenunterschied zwischen voll ausgefahrener und voll eingefahrene" Strebe ergibt.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (9)
1. Einrichtung zum Koppeln einer trägen Masse, wie einer Waffe, mit einer die träge Masse tragenden
Unterlage, wie einem Fahrzeug, wobei die träge Masse um mindestens eine Achse gegenüber der
Unterlage mittels einer selbsthemmungsfreien Stabilisierungsvorrichtung schwenkbar ist, welche einen
Rvigier zum Regeln des Schwenkwinkels der trägen
Masse auf einen Sollwinkel umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der trägen
Masse (2) und der Unterlage (1) ein Getriebe (9; 29) eingeschaltet ist, dessen Antrieb (8) mit der trägen
Masse (2) in Wirkverbindung steht und das in Kraftflußrichtung zur trägen Masse in beiden
Drehrichtungen ein Moment übertragen kann und in der entgegengesetzten KraitfuiSrichtung gehemmt
ist, und daß die Eingangswelle (13) des Getriebes (9,·
29) im Beirieb des Schwenkantriebs (6; 20) in Richtung der Relativbewegung zwischen Unterlage
(1) und träger Masse (2) durch einen umsteuerbaren Motor (16) antreibbar ist, dessen Moment so
geregelt wird, daß die Getriebeteile der Relativbeschleunigung zwischen träger Masse (2) und
Unterlage (1) folgen und dem ein Stellsignal des Reglers insbesondere zum Ausgleichen von Störmomenten zugeführt wird
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Getriebe (29) vom Antrieb des
selbsthemmungsfreien Schwenkanlriebes angetrieben ist
3. Einrichtung nach Anspredi 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß das Getriebe ein Schneckengetriebe (9; 29) mit antreibender Sc ,necke (12; 22) und
zur trägen Masse (2) antreibendem Schneckenrad (11,2I)ISL
4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Getriebe eine
längenveränderbare Strebe (39) mit an der Unterlage (I) angeordneter Mutter (41) und einer darin
verschraubbaren, mit der trägen Masse (2) verbundenen Spindel (40) umfaßt.
5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Getriebe (29)
selbsthemmend ausgebildet ist.
6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Bremse (17) zum
Erzeugen der Hemmung des Getriebes (29) auf der am schnellsten drehenden Welle (13) des Getriebe1»
vorgesehen ist.
7.
Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das als Schneckengetriebe ausgebildete Getriebe (9) gerade nicht mehr selbsthemmend ist
und die auf der Schneckenwelle (13) angeordnete Bi'ense (17) ein definiertes Bremsmoment erzeugt,
um einen Überlastungsschutz zu schaffen.
8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß an die Eingangswelle
(13) des Getriebes (9) eine Handkurbel (19) über eine Kupplung (18) ankuppelbar ist.
9. Einrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Leistung des
Motors so bemessen ist, daß sie zu einem Schwenken der trägen Masse (2) bei abgestelltem Schwenkbetrieb (6j20) ausreicht.
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung der im Oberbegriff des Anspruchs 1 beschriebenen Art
Beispiele für selbsthemmungsfreie Stabilisierungsvorrichtungen welche unter Verwendung eines Reglers der
trägen Masse ermöglichen, ihre Raumlage durch Ausnutzung ihrer eigenen Trägheit beizubehalten und
eine Veränderung der Schwenklage der trägen Masse gegenüber der Unterlage durch kraftschlßssiges Aufbringen von Momenten herbeiführen, sind in DE-PS
22 17 684 und DE-PS 22 40 569 beschrieben.
Es ist bereits eine Einrichtung der eingangs beschriebenen Art vorgeschlagen worden (DE-PS
23 07 691), bei der nur in einer bestimmten Winkelstellung der trägen Masse eine formschlüssige Verriegelung
•».wischen Masse und träger Unterlage erzielbar ist
Diese Einrichtung ist nicht im Betrieb an einem beliebigen Betriebspunkt der Stabilisierungsvorrichtung
schaltbar.
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Einrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der auch
während eines andauernden Fahrzustandes die träge Masse, wie eine Waffe, in einer beliebig vorgebbaren
Winkellage mit der Unterlage, wie einem Fahrzeug, starr gekoppelt werden kann, wobei die Einrichtung
auch im Betrieb der selbsthemmungsfreien Stabilisierungsvorrichtung schaltbar sein soll.
Die Aufgabe der Erfindung ist durch die Merkmale des Kennzeichens des Anspruchs 1 gelöst Hierbei
lassen sich Störmomente dadurch vermindern oder sogar vermeiden, daß das Getriebe in gleicher Richtung
auf die träge Masse wirkt wie der Schwenkantrieb.
Mit der Lösung nach der Erfindung wird trotz der hohen im Betrieb auftretenden Relativbeschleunigungen zwischen träger Masse und Unterlage eine Zurrung
in einfacher Weise in jeder Winkelstellung zwischen träger Masse und Unterlage ermöglicht, während bei
nicht betätigter Koppelung oder Zurrung zwischen Unterlage und träger Masse die Hemmwirkung so klein
gehalten wird, daß eine AusDutzung der Eigenträgheit der trägen Masse zum Stabilisieren gewährleistet ist.
Es ist bereits eine Einrichtung zum Schwenken und Festhalten einer Waffe gegenüber einem Fahrzeug
bekannt, bei der das von einem Hauptantrieb ausgeübte Schwenkmoment zum Ausgleichen von Reibung mittels
eines Hilfsantriebes ausgeglichen wird. Der Hilfsantrieb wirkt über ein selbsthemmungsbehaftetes Schneckengetriebe auf die Waffe, so daß ständig eine Koppelung
zwischen Fahrzeug und Waffe existiert, welche ein Stabilisieren der Waffe ausschließt (US-PS 20 17 083).
Bei der Einrichtung nach der Erfindung folgen im Betrieb der Stabilisierungsvorrichtung die Getriebeteile
der Relativbeschleunigung zwischen träger Masse und Unterlage. Bei genauer Regelung läßt sich das dem
Abtriebsmoment des selbsthemmungsfreien Schwenkantriebes überlagerte Störmoment des Getriebes zu
Null machen.
In manchen Fällen ist es nicht möglich, die träge
Masse voll auszuwuchten. Dadurch können sich z. B. bei Linearbeschleunigungen der Unterlage, wie eines
Fahrzeuges, Störmomente um die Lagerstelle der trägen Masse ergeben. Die Erfindung ermöglicht ein
Ausregeln solcher Störmomente, weil der Motor mittels des Reglers so betätigt wird, daß er auf das Getriebe
entgegen der Regelabweichung wirkt. Das ist sinnvoll besonders dann, wenn der Motor aufgrund seiner
Eigendynamik schneller gegen die Regelabweichung wirkt als der Schwenkantrieb selbst.
Anstatt der Verwendung eines Motors zum Antrieb
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19772758596 DE2758596C2 (de) | 1977-12-29 | 1977-12-29 | Einrichtung zum Koppeln einer trägen Masse mit einer die träge Masse tragenden Unterlage |
Applications Claiming Priority (1)
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DE19772758596 DE2758596C2 (de) | 1977-12-29 | 1977-12-29 | Einrichtung zum Koppeln einer trägen Masse mit einer die träge Masse tragenden Unterlage |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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DE2758596A1 DE2758596A1 (de) | 1982-07-22 |
DE2758596C2 true DE2758596C2 (de) | 1982-11-25 |
Family
ID=6027586
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE19772758596 Expired DE2758596C2 (de) | 1977-12-29 | 1977-12-29 | Einrichtung zum Koppeln einer trägen Masse mit einer die träge Masse tragenden Unterlage |
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DE2217684C1 (de) * | 1972-04-13 | 1984-03-08 | Pietzsch, Ludwig, Dr.-Ing., 7500 Karlsruhe | Vorrichtung zur Positionierung und Lagestabilisierung einer beweglich auf einer Unterlage gelagerten trägen Masse |
DE2240569C2 (de) * | 1972-08-18 | 1974-08-08 | Honeywell Gmbh, 6000 Frankfurt | Antriebsvorrichtung für zu stabilisierende Plattformen oder Geräte |
DE2307691C1 (de) * | 1973-02-16 | 1983-06-09 | Pietzsch, Ludwig, Dr.-Ing., 7500 Karlsruhe | Vorrichtung zur Positionierung und Lagestabilisierung einer beweglich auf einer Unterlage gelagerten traegen Masse |
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