DE3019132A1

DE3019132A1 - Vorrichtung zur uebertragung elektrischer signale zwischen zwei relativ zueinander bewegbaren teilen

Info

Publication number: DE3019132A1
Application number: DE19803019132
Authority: DE
Inventors: Wilhelm Dipl.-Ing. 8031 Neu-Gilching Koelbl; Herbert 8011 Poing Schichtl
Original assignee: Krauss Maffei AG
Current assignee: Mannesmann Demag Krauss Maffei GmbH
Priority date: 1980-05-20
Filing date: 1980-05-20
Publication date: 1981-11-26

Description

Zur Ubertragung der elektrischen Signale kommen bei Kampfpanzern zwischen Fahrgestell und Drehturm sogenannte Schleifringüberträger zur Anwendung, die
jedoch den Nachteil haben, daß sie gegen elektrostatische und magnetische Störungen sehr empfindlich sind, auch läßt sich die Entstehung von Furken nicht ausschließen, wodurch einerseits die Ubertragungsqualität beeinträchtigt wird und andererseits Störungen für den Funkverkehr und den internen Datenverkehr verursacht werden können.
Ein Schleifringüberträger stellt auch ein mechanisch verhältnismäßig aufwendiges nouelement dar, das darüberhinaus sehr platzaufwendig und wartungsintensiv ist. Bei einem Schleifringüberträger ist außerdem die Ubertragungskapazität begrenzt. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daßzwischen Sender und Empfänger keine Potentialtrennung möglich ist.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine zuverlässig arbeit-ende sowie in Aufbau und Wartung einfache Ubertragungsvorrichtung zu schaffen, deren Funktion durch keine äußeren Störeinflüsse beeinträchtigt werden kann.
Diese Aufgabe wird durch eine gemäß den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs ausgestaltete Ubertragungsvorrichtung gelöst.
Eine Beeinträchtigung der Informationsübertragung durch elektromagnetische Felder ist somit ausgeschlossen, wobei wesentliche Vorteile der erfindungsgemäßen Vorrichtung noch darin zu sehen sind, daß ein Verschleiß durch mechanische Reibung und Funkenkorrosion ausgeschlossen ist und daß sie selbst bei hoher Ubertragungskapazität nur kieine Abmessungen und geringes Gewicht beansprucht.
Weitere Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von vorteilhaften Ausführungsformen anhand der Zeichnung und in Verbindung mit den Ansprüchen.
Es zeigen Fig. 1 das Funktionsschema einer Ausführungsform in der Draufsicht, Fig. 2 eine Schnittdarstellung gemäß der Schnittlinie I-I in Fig. 1 mit in den zueinander beweglichen Teilen angeordneten Funktionselementen (Lichtleitfaser und Lichtempfänger), Fig. 3 eine Darstellung gemäß Fig. 2, jedoch mit zwei erfindungsgemäßen Ubertragungsvorrichtungen in wechselweiser Anordnung, wobei die rechte Übertragungsvorrichtung Einrichtungen zur Verminderung des Lichtverlustes aufweist, Fig. 4 in vergrößertem Maßstab einen Teilbereich aus den Figuren 2 und 3 mit einer anderen Querschnittsform der Ringnut zur Unterbringung der Lichtleitfaser und Fig. 5 eine weitere Ausführungsform der Erfindung in schematischer Schnittdastellung.
In dem Ausführungsbeispiel nach den Figuren 1 und 2 ist einer elektrischen Leitungsbahn 1a ein Wandler 2 nachgeordnet an den sich eine in Form einer Kreisschleife 3 geführte Lichtleitfaser 4 anschließt Diese ist in einer Halterung mechanisch fixiert. Sie kann an ihrem anderen Ende nach einer Abzweigung aus der Kreisschleife 3 mit einem Lichtabsorber 5 versehen sein und kann mehrere Schleifenwindungen umfassen. Die Lichtleitfaser 4 ist mit einer Halterung in einer Ringnut 6 angeordnet, die in einem feststehenden Teil 7 ausgebildet ist, der z.B. dem Fahrgestell eines Kampfpanzers angehört. Dem fatstehenden Teil 7 ist ein bewegliches Teil 8 zugeordnet, das beispielsweise Bestandteil des Drehturms des Kampfpanzers sein kann, und das um eine, das Zentrum der Kreisschleife 3 durchstoßende Drehachse 9 drehbar ist. Im beweglichen Teil 8 sind ein oder mehrere Lichtempfänger 10, beispielsweise Fotodioden, befestigt, die in die Ringnut 6 hineinragen und sich mit der Lichtleitfaser 4 in berührungsfreiem Lichtkontakt befinden.
Die einzelnenjoder mehrere der Lichtempfänger 10 sind an eine elektrische Leitungsbahn Ib des beweglichen Teils 8 angeschlossen, die der Leitungsbahn 1a des feststehenden Teils 7 zugeordnet ist.
Im Betrieb wird das von der elektrischen Leitungsbahn 1a geführte elektrische Signal im Wandler 2 in ein Lichtsignal umgeformt und in die Lichtleitfaser 4 eingespeist. Das von der Lichtleitfaser 4 in der Kreisschleife 3 bzw. in der Ringnut 6 seitlich abgestrahlte Licht wird von dem Lichtempfänger 10 empfangen und wieder in ein iektrisches Signal zurückgewandelt.
Die Fig. 3 zeigt zwei Ubertragungsvorrichtungen mit wechselseitiger Anordnung von Lichtleitfasern 4 und Lichtempfängern 10, womit eine Ubertragung elektrischer Signale in beide Richtungen erfolgen kann.
In Fig. 4 ist eine Ringnut 6 mit parabolischer Querschnittsform dargestellt, mit der eine Ausrichtung der aus der Lichtleitfaser 4 austretenden Strahlen auf die Lichtempfänger 10 erzielt werden kann. Der Querschnitt der Ringnut 6 kann auch die Form eines Rechtecks (Fig. 2 und ~ eines Dreiecks, einer Ellipse, eines Trapezes oder einer Halbrundung aufweisen, wodurch sich bei einfacher 6 Herstellbarkeit der Ringnut/noch eine gute Ausrichtung der Strahlen auf den Lichtempfänger ergibt.
Zur Vermeidung von Lichtverlusten kann die Oberfläche der Ringnut 6 reflexionsintensiv, beispielsweise verspiegelt ausgestaltet sein. Eine weitere Maßnahme zur Verminderung von Lichtverlusten kann darin bestehen, an den Teilen 7 und 8 wechselweise Stege 11 anzuordnen, die in entsprechende Ausnehmungen 12 im gegenüberliegen teil (Fig. 3 rechte Ubertragungsvorrichtung) berührungsfrei ragen. Bei der in Fig. 5 schematisch dargestellten weiteren Ausführungsform zweigen Jeweils von einem Wandler 2' ein Bündel 13 von Lichtleitfasern 4' ab, deren dem Wandler 2' abgekehrte Stirnflächen zu geschlossenen, um die Drehachse 9' konzentrischen Ringflächen geordnet sind. Diese stellen die Lichtaustrietsflächen dar und haben im bewegbaren Teil 8' befestigte Lichtempfänger 10' zugeordnet. Die aus Lichtleitfasern und Lichtempfängern bestehenden Ubertragungsvorrichtungen können entsprechend dem Prinzip nach Fig. 3 auch wechselweise angeordnet sein, sie können auch die zu Fig. 3 beschriebenen Einrichtungen zur Verhinderung von Lichtverlusten aufweisen.

Claims

Vorrichtung zur Übertragung elektrischer Signale zwischen zwei relativ zueinander bewegbaren Teilen Patentansprüche 1 Vorrichtung zur Ubertragung elektrischer Signale zwischen zwei relativ zueinander bewegbaren Teilen, insbesondere zwischen Fahrgestell und Drehturm eines Kampfpanzers, wobei die die elektrischen Signale übermittelnden Leitungsbahnen des einen Teils an der Ubergangsstelle zu den zugeordneten Leitungsbahnen des anderen Teils jeweils eine Ubertragungseinrichtung aufweisen, d a d u r c h g e k e n n z e i c h -n e t , daß die Ubertragungseinrichtung aus auf beiden Teilen (7, 8; 7', 8') angeordneten optoelektronischen Elementen besteht, die sich über den gesamten Bewegungsbereich der Teile(7, 8; 7', 8') in berührungsfreiem Lichtkontakt befinden.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß ein optoelektronisches Element des einen Teils (7, 7') aus einem das elektrische Signal in ein Lichtsignal umformenden W<ndler (2, 2') besteht, an den eine Lichtleitfaser (4, 4') angeschlossen und derart angeordnet ist, daß das aus einem Lichtempfänger (10, 10') bestehende optoelektronische Element des anderen Teils (8, 8') während des gesamten Bewegungsablaufs von dem aus der Lichtleitfaser (4, 4') austret35Lden Licht beaufschlagbar ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß die Lichtleitfaser (4) einen senkrecht zu deren Achse gerichteten Lichtaustritt aufweist und in einer in dem einen Teil (7) ausgebildeten Ringnut (6) angeordnet ist, in der der im anderen Teil (8) befestigte Lichtempfänger (10) berührungsfrei führbar ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß die Lichtleitfaser (4) in der Ringnut (6) in mehreren Schleifen angeordnet ist.
5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 3 und 4, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Ringnut (6) eine reflexionsintensive Oberfläche, vorzugsweise eine verspiegelte Oberfläche aufweist.
6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 3 bis 5, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Ringnut (6) eine die aus der Lichtleitfaser (4) austretenden Lichtstrahlen auf den Lichtempfänger (10) richtende Querschnittsform, vorzugsweise eine parabolische Querschnittsform aufweist.
7. Vorrichtung nach den Ansprüchen 3 bis 6, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß an den Wandler (2) ein Bündel von Lichtleitfasern (4) angeschlossen ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 2, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß die dem Wandler (2') abgekehrte Stirnfläche der Lichtleitfaser (4') des einen Teils (7') und der Lichtempfänger (in') des anderen Teils (8') zentrisch in der Drehachse (9') des sich bewegenden Teils liegen.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß um die Stirnfläche der im Drehzentrum gelegenen Lichtleitfaser (4') in einem oder mehreren konzentrischen Ringen die Stirnflächen Jeweils eines Bündels (13) von an einen Wandler (2') angeschlossenen Lichtleitfasern (4') angeordnet sind und eine geschlossene Ringfläche bilden.
10. Vorrichtung nach den vorhergehenden Ansprüchen, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß zur Übertragung elektrischer Signale in beide Richtungen die aus Lichtleitfasern (4') und Lichtempfänger (10') bestehenden optoelektronischen Elemente an den beiden Teilen (7, 8') wechselweise angeordnet sind.
II. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 bis 10, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß an einer Leitungsbahn (ob') mehrere Lichtempfänger (in') angeschlossen sind, die sich mit der Lichtaustrittsfläche der im anderen Teil angeordneten Lichtleitfaser (4') in ständigem Lichtkontakt befinden.
12. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 bis 11, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß zur Verminderung des Lichtverlustes aus dem Bereich Jeweils zweier, einander zugeordneter optoelektronischer Elemente an dem die Lichtleitfaser und/oder dem den Lichtempfänger tragenden Teil ringförmige, jeweils in Ausnehmungen des gegenüberliegenden Teils berührungsfrei ragende Stege angeordnet sind.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Ubertragung elektrischer Signale zwischen zwei relativ zueinander bewegbaren Teilen, insbesondere zwischen Fahrgestell und Drehturm eines Kampfpanzers, gemäß Oberbegriff des Hauptanspruchs.