DE2758596C2 - Einrichtung zum Koppeln einer trägen Masse mit einer die träge Masse tragenden Unterlage - Google Patents

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)

Patentansprüche:

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