DE3108368C2

DE3108368C2 - Stabilisierungs- und Richtantrieb für einen Drehturm eines Fahrzeuges

Info

Publication number: DE3108368C2
Application number: DE3108368A
Authority: DE
Inventors: Ludwig Dr.-Ing. Pietzsch; Bernhard Dipl.-Ing. 7500 Karlsruhe Stehlin
Original assignee: Individual
Current assignee: IBP Pietzsch GmbH
Priority date: 1981-03-05
Filing date: 1981-03-05
Publication date: 1983-01-05
Also published as: US4444089A; EP0059921A1; EP0059921B1; DE3108368A1

Description

2. Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehringe (6, 7) einander zugewandte Umfangsverzahnungen (25, 26) haben, welche mit mindestens einem zwischen ihnen angeordneten, gemeinsasnen Antriebsritzel (23, 24) mindestens einer Antriebsgruppe (20—24) zusammenwirken.

3. Antrieb nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die oder jede Antriebsgruppe mindestens zwei Antriebsritzel (23,24) aufweist

4. Antrieb nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsritzel {23, 24) der oder jeder Antriebsgruppe in Umfangsrichtung versetzt mit den Umfangsverzahnungen (25, 26) der Drehringe (6,7) zusammenwirken.

5. Antrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Reibbeläge (12,13) mittels Magnetkraft an die bremsflächen (10,11) der Drehringe (6,7) andrv-rkbar sind.

6. Antrieb nach Anspruch 5 dadurch gekennzeichnet, daß die Reibbeläge (12, 13) mit regelbaren Elektromagneten (14, 15) in Baugruppen (16, 17) zusammengefaßt sind, die axial schwimmend und «0 radial spielfrei im Drehturm (2) bzw. am Fahrzeugaufbau angeordnet sind.

7. Antrieb nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnetkraft zum Andrücken der Reibbeläge (12, 13) mittels Permanentmagneten aufgebracht wird, welchen die Elektromagnete (14, 15) entgegenwirken.

8. Antrieb nach einem der Ansprüche I bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß für den Notbetrieb an einem der Drehringe (6, 7) eine zusätzliche ^M Verzahnung zum Zusammenwirken mit einem handbetriebenen Ritzel angeordnet ist.

9. Antrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verbesserung der Regelgüte die Linearbeschleunigung am Schwerpunkt des Drehturms (2) gemessen und einem Regelkreis zum Regeln der Andrückkraft der Reibbeläge (14,15) aufgeschaltet wird.

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Die Erfindung betrifft einen Stabilisierungs- und Richtantrieb für einen Drehturm eines Fahrzeuges, der am Fahrzeugaufbau über einen Drehkranz drehbar gelagert ist und auf den über gegensinnig angetriebene Bremsflächen und daran geregelt andrückbare Reibbeläge Stellmomente zum Ausrichten des Drehturmes auf eine Sollrichtung aufbringbar sind.

Ein Drehturm ist beispielsweise Bestandteil eines Turmwaffensystemes auf einem gepanzerten Fahrzeug.

Das von dem Stabilisierungs- und Richtantrieb eines solchen Turmwaffensystems aufzubringende Drehmoment richtet sich nach dem geforderten Beschleunigungsmoment zur Oberwindung der Trägheit des Drehturmes sowie nach den maximal auftretenden Unwuchtmomenten. Unwuchtmomente müssen im Azimut vom Stabilisierungs- und Richtantrieb beispielsweise dann aufgefangen werden, wenn dai mit dem Drehturm ausgerüstete Fahrzeug in Schräglage steht oder fährt oder wenn der Schwerpunkt des Drehturmes nicht mit der Drehachse zusammenfällt und infolge Kurvenfahrt sowie Nick- und Wankbewegungen linear beschleunigt wird.

Es sind Stabilisierungs- und Richtantriebe der eingangs beschriebenen Art vorgeschlagen worden (DE-PS 2217 684, DE-PS 27 27 582). Dabei wird von dem innerhalb des Drehkranzes angeordneten Antrieb ein Antriebsmoment von einem Ritzet auf den Drehkranz des Drehturmes übertragen. Diese Art der Krafteinleitung hat zwei wesentliche Nachteile: die Höhe des übertragbaren Momentes ist durch die Zahnfestigkeit begrenzt Die Momenteinleitung über den Drehkranz ist dynamisch »weich«, so daß die Regelgüte des über einen Regler auf Sollrichtung des Drehturmes geregelten Antriebes vermindert ist Normalerweise liegen zwar die infolge der Unwucht auftretenden Drenmomente des Drehturmes innerhalb der Grenzen, die von den bekannten Antrieben aufgebracht werden können. Jedoch werden unter extremen Fahrbsdinguingen gelegentlich die maximale, von den bekannten Antrieben aufbringbaren Richtmomente durch die genannten Unwucht- bzw. Störmomente überschritten, was ein ungewolltes Verdrehen des Drehturmes gegen die Wanne zur Folge hat Im Vergleich zu anderen Störeinflüssen, wie Reibung, sind die genannten Unwuchtmomente dominierend.

Es ist ein kraftschlüssiger Antrieb für einen zu stabilisierenden Drehturm eines Fahrzeuges bekannt, bei dem ständig angetriebene RvibroIIen aus ferromagnetischem Werkstoff mittels regelbarer Magnetkraft an eine Rotationsfläche am Drehturm angepreßt werden, um eine geregelte Mitnahmewirkung zu erzielen (DE-AS 22 40 569).

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Stabilisierungs- und Richtantrieb zu schaffen, mit dem auch große, für solche Drehtürme charakteristische Unwuchtmomente aufgefangen werden können, wobei die Regelgüte erhöht werden soll.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist gemäß der Erfindung bei einem Stabilisierungs- und Richtantrieb der eingangs beschriebenen Ar*, vorgesehen, daß die Bremsflächen an ?wei benachbart dem mittleren Drehkranzradius konzentrisch angeordneten Drehringen ausgebildet sind, die am Fahrzeugaufbau bzw. am Drehturm gelagert und gegensinnig angetrieben sind, und daß die Reibbeläge auf dem gleichen mittleren Radius wie die Drehringe diesen benachbart axial beweglich am Drehturm bzw. am Fahrzeugaufbau angeordnet sind.

Die mit dem Stabilisierungs- und Richtantrieb nach der Erfindung erzeugte Reibkraft an den Drehringen bewirkt eine direkte Aufbringung eines den Unwuchtmomenten entgegenwirkendes Stabilisierungs- oder Richtmomentes. Dieses Moment ist durch die Reibkraft multipliziert mit dem großen Hebelarm zwischen den

Drehringen und der Uiciuurmmitte gegeben. Dabei sind die dynamischen Eigenwerte des Drehkranzlagers und der sonst üblichen Zahnradstufe eliminiert

Die Andrückkraft wird mit Hilfe eines Reglers aufgebracht, der den Drehturm auf eine vorgegebene Sollrichtung ausrichtet (Richten) oder den Drehturm unabhängig vm Bewegungen der Unterlage in dieser Richtung ausgerichtet hält (Stabilisieren). Aufbau und Wirkungsweise dieses Reglers ist bereits früher beschrieben worden (DE-PS 22 !7 684) und in dieser Anmeldung nicht nochmals beschrieben.

Zu; Vtibcsscfung der Regelgüte lassen sich bei der Erfindung auch Regelkreise mit Störgrößenaufschaltungen verwenden, wie sie für Regelstrecken mit stark ausgeprägten Störeinflüssen üblich sind. Beispielsweise wird die am Schwerpunkt wirkende Linearbeschleunigung gemessen und dem Regelkreis aufgeschaltet.

Wie die bekannten Stabilisierungs- und Richtantriebe arbeitet auch der Antrieb nach der Erfindung mit einem großen Servoverhältnis. Mit anderen Worten ist die zur Regelung der Andrückkraft erforderliche Leistung viel geringer al.« die zum Richten des Drehtunnes erforderliche Leistung.

Die ungeregelte Primärleistung wird vorzugsweise mitiels mindestens einer vorzugsweise am Fahrzeugaufbau angeordneten Antriebsgruppe zur Verfugung gestellt, die beispielsweise einen Elektromotor aufweist

Vorteilhaft werden die Reibbeläge mittels Magnetkraft an die Bremsflächen der Drehringe elektromagnetisch angedrückt wobei die über einen Schleifring in den Drehturm zu führende elektrische Leistung weit geringer ist als die Primärleistung.

Durch Wahl der wirksamen Magnetfläche der Elektromagnete kann der Stabilisierungs- und Richtantrieb für sehr hohe Maximalmomente ausgelegt werden.

Die Magnetkraft zum Andrücken der Reibbeläge kann auch mittels Permanentmagneten aufgebracht werden, welche den Elektromagneten entgegenwirken. Bei Stromausfall führen die Permanentmagnete zu einer Blockierung der Bremsflächen, d. h. zu einem Feststellen bzw. »Zurren" des Drehturmes gegenüber dem Fahrzeugaufbau in sehr einfacher Weise.

Für den Notbetrieb kann an eiiv ider Drehringe eine zusätzliche Verzahnung zum Zusammenwirken mit einem handbetriebenen Ritzel angeordnet sein.

Die Erfindung ist im folgenden anhand schematischer Zeichnungen ™ einem Ausführungsbe! ipiel mit weiteren Einzelheiten näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine teilweise abgebrochene Draufsicht eines gepanzerten Fahrzeuges mit einem Drehturm;

F i g. 2 einen Ausschnitt d°s Drehturmes nach F i g. 1 in vergrößertem Maßstab, wobei ein Teil herausgebrochen ist;

Fig. 3 einen Teilschnitt nach der Linie Ill-Ill in Fig. 2 in weiter vergrößertem Maßstab.

In F i g. 1 sind mit 1 ein Fahrzeugaufbau und mit 2 ein Drehturm mit Rohrwaffe 3 und Drehkranz 4 bezeichnet, über welchen der Drehturm 2 gegenüber dem Fahrzeugaufbau t verdrehbar ist.

Gemäß Fig. 3 umfaßt der Drehkranz ei·! insgesamt mit dem Bezugszeichen 5 bezeichnetes Drehlager, an welchem der Drehturm 2 am Fahrzeugaufbau 1 abgestützt ist. Ferner sind etwas radial außerhalb des Drehlagers 5 zwei Drehringe 6, 7 über Lager 8, 9 am Fahrzeugaufbau 1 drehbar gelagert Die Drehringe 6, 7 haben oben Bremsflächen 10,11, mit denen je mehrere r-adrc von Reibbelägen 12, 13 zusammenwirken, jedes Reibbelagpaar ist mit zugeordneten Paaien von Elektromagneten 14, 15 in Gehäusen 16, 17 aufgenommen. Diese Gehäuse bilden zusammen mit den Reibbelägen eine Baugruppe, die radial spielfrei und axial schwimmend in einer Gleitführung i9 im Drehturm 2 angeordnet sind. Je nach der gewünschten Leistung können mehrere solcher paarweise zusammengefaßter Gehäuse 16, 17 (vgl. Fig.2) am Umfang versetzt auf dem mittleren Radius des Drehkranzes 4 angeordnet sein.

In Fig.2 ist gestrichelt ein Elektromotor 20 gezeichnet, der auf zwei Getriebe 21,22 wirkt Zu jedem Getriebe gehört ein Antriebsritzel 23, 24. Das Ritzel 24 ist. obwohl gegenüber der Schnittebene IH-III in Umfangsrichtung versetzt gestrichelt auch in F i g. 3 angedeutet. Es wirkt mit einer AußenverzaLnung 25 am Drehring 6 und gleichzeitig mit einer Innenverzahnung 26 am Drehring 7 zusammen. Die Drehringe sind r'so über die beiden Ritzel 23, 24 gegensinnig, jedoch mit dem Betrage nach gleicher Drehzahl angetrieben. Dabei werden die Zahnkräfte aufgrund der Verwendung zweier Ritzel vergleichsweise niedrig gehalten. Diagonal gegenüber kann ein entsprechender Antrieb 20 wiederum mit zwei Antriebsntzeln 23, 24 vorgesehen sein, wie in F i g. 1 angedeutet ist.

Ein Teil der Gehäuse 16,17 kann Permanentmagnete enthalten (nicht gezeigt), welche eine dauernde Anziehungskraft zwischen den Reibbelägen 12, 13 und den Bremsflächen 10, 11 zur Folge haben. Die Elektromagnete 14, 15 wirken im Betrieb geregelt den Permanentmagneten entgegen. Bei unbetätigtem Zustand wird die Gegenwirkung der Elektromagneten 14, 15 aufgehoben, so daß eine kraftschlüssige Blockierung bzw. Zurrung zwischen dem DrehtuTn 2 und dem Fahrzeugaufbau 1 durch die Permanentmagnetkraft erzeugt ist.

Die Elektromagnete 14, 15 werden von einem nicht gezeigten Regler erregt, der bei Winkelabweichvng der Drehstellung des Drehturmes 2 bzw. der Rohrwaffe 3 von einer vorgegebenen Sollnchtung Betätigungssignale im Sinne einer Aufhebung der Winkelabweichung entweder an die Elektromagneie 14 oder an die Elektromagnete 15 abgibt. Dadurch wird der zugehörige Drehring 6 oder 7 abgebremst, wodurch praktisch verzögerungslos ein Airtriebsmoment auf den Drehturm aufgebracht wird, das je nach der Größe des Regelimpulses variiert, jedoch wegen des großen Abs'.ancijs der Elektromagnete 14, 15 zur Drehkranzmitte M (Fig. 1) und der beliebig groß wählbaren Reibbelagfläche der Keibbeläge 12, 13 stets großer als die größten in der Praxis auftretenden Unwuchtmomente des Drehturmes gemacht werden können.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Stabilisierungs- und Richtantrieb für einen Drehturm eines Fahrzeuges, der am Fahrzeugaufbau über einen Drehkranz drehbar gelagert ist und auf den über gegensinnig angetriebene Bremsflächen und daran geregelt andrückbare Reibbeläge Stellmomente zum Ausrichten des Drehturmes auf eine Sollrichtung aufbringbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremsflächen (10,11) an '« zwei benachbart dem mittleren Drehkranzradius konzentrisch angeordneten Drehringen (6,7) ausgebildet sind, die am Fahrzeugaufbau (1) bzw. am Drehturm gelagert und gegensinnig angetrieben sind, und daß die Reibbeläge (12, 13) auf dem '5 gleichen mittleren Radius (4) wie die Drehringe diesen benachbart axial beweglich am Drehturm (2) bzw. am Fahrzeugaufbau angeordnet sind.