DE3409538C1 - Verfahren und Vorrichtung zum Ausrichten zweier Drehebenen - Google Patents

Description

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fehlerwinkel mit Hilfe eines Kollimators ermittelt werden und die sich anschließende Kompensation des entsprechenden elektrischen Signals mit Hilfe einer die Drehebenen funktionell verbindenden elektrischen Kette (1 bis 4) in Azimut und Elevation durchgeführt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei der die Kompensation der Fehlerwinkel bewirkenden Rechenoperation ein geringer linearer Anteil der den Azimut bestimmenden Mittel (1,2) der Kette (1 bis 4) dem Betrag der die Elevation bestimmenden Mittel (3) überlagert wird.

4. Verfahren nach einem der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die jeweilige Momentanstellung zumindest der jeweils anderen Drehebene auf einem Monitor (14; 15), vorzugsweise in dessen Randbereich, dargestellt wird.

5. Verfahren nach einem der vorausgehenden Ansprüche, das gekennzeichnet ist durch die Verwendung bei einem die eine Drehebene darstellenden und mit einem Richtschützen besetzten Panzerturm (5), auf dem eine die zweite Drehebene darstellende, relativ zur ersten verdrehbare Kommandantenkuppel (11) vorgesehen ist.

6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß auf einer Drehebene (5 oder 11) der Kollimator angeordnet ist und beiden Drehebenen je ein Monitor (14; 15) sowie in Form einer elektrischen Kette (1 bis 4) miteinander verbundene elektromechanische Mittel zugeordnet sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Kette (1 bis 4) aus Stellungsgebern, Synchros, Resolvern oder einer Tachowelle besteht.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß im Fall der Verwendung für ein Kampffahrzeug die Kommandantenkuppel (11) mit einem Wärmebildgerät (10) ausgerüstet ist, das das wahrgenommene Ziel auf die beiden mit einem gemeinsamen Fadenkreuz versehenen Monitoren (14; 15) von Kommandant und Richtschütze überträgt.

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum permanenten korrelativen Ausrichten wenigstens zweier ursprünglich nicht exakt parallel zueinander angeordneter Drehebenen sowie auf eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.

Die DE-OS 26 22 809 enthält eine Anordnung zum Orten und Beschießen eines gegnerischen Zieles, die aus mehreren Abschußanlagen besteht. Für den Nacht- oder Schlechtwettereinsatz sind diese Abschußanlagen mit einem Elektrookular ausgerüstet und über Kabelverbindungen mit einem gemeinsamen, nach dem Prinzip der Wärmebildtechnik arbeitenden Nacht- und Beobachtungsgerät verbunden. Von letzterem können das Wärmebild von Ziel und Geschoß auf den Elektrookularen der Abschußanlagen sichtbar gemacht, Teilbereiche des Szenenbildes mit ausgewählten Zielen übermittelt und außerdem von dem Wärmebild des Geschosses die Ablagesignale gewonnen werden. Wärmebildgerät und Abschußanlagen sind jeweils auf einem Drehgestell befestigt, das eine auf die Nordrichtung ausgerichtete Winkelkodierscheibe enthält. Ein paralleles Ausrichten dieser die Geräte tragenden Scheiben ist nicht erforderlich, da der das Wärmebildgerät bedienende Kommandant den Richtschützen zwar Ziele zuweisen, selbst jedoch nicht zielen kann.

Die DE-OS 29 51 108 zeigt und beschreibt ein in einem Panzerturm gelagertes Kanonenrohr, das über ein der Kommandantenkuppel zugeordnetes Periskop und über einen kanonenseitig befestigten Spiegel, dessen oberer Teil im Strahlengang des Periskops und dessen unterer Teil in den Strahlengang des Richtschützenvisiers reicht, in der Elevation verstellbar ist.
Die Aufgabe der Erfindung wird darin gesehen, mindestens zwei Drehebenen, die ursprünglich nur ungefähr parallel zueinander verliefen, bei ihrem künftigen, mit zusätzlichen Funktionen verbundenen Einsatz, der demzufolge auch höhere Anforderungen an die Präzision des Gleichlaufes stellt, fortlaufend in exakter Parallelität zueinander zu halten. Genaugenommen gilt es hierbei, zwei Möglichkeiten zu berücksichtigen: Die Drehebenen können sowohl mit mehr oder weniger großem Abstand voneinander beim Umlauf eine gewisse Unparallelität besitzen oder aber sie liegen abstandslos aneinander auf, wobei es dann zusätzlich auch noch die Unebenheiten der Gleitflächen zu berücksichtigen gilt. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 genannten Merkmale gelöst. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn bei zwei zueinander parallelen Drehebenen im Zeitpunkt ihrer Herstellung noch nicht das Erfordernis besonders gleichmäßiger Parallelität gegeben war oder aber sich im Nachhinein eine fehlerhafte Bearbeitung der Gleitflächen bemerkbar macht. In einem solchen Fall kann man anstelle einer oft kostspieligen Nachbearbeitung der Gleitflächen den erwünschten Gleichlauf mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens erzielen.

In der praktischen Ausführung zeigt es sich als zweckmäßig, daß die Fehlerwinkel mit Hilfe eines KoIH-mators ermittelt und die sich anschließende Kompensation des entsprechenden elektrischen Signals mit Hilfe einer die Drehebenen funktionell verbindenden Kette in Azimut und Elevation durchgeführt wird, und daß bei

der die Kompensation der Fehlerwinkel bewirkenden Rechenoperation ein geringer linearer Anteil der den Azimut bestimmenden Mittel der Kette dem Betrag der die Elevation bestimmenden Mittel überlagert wird.

Um auch eine optische Überwachung durch Bedienungspersonal zu ermöglichen, ist es von Bedeutung, daß die jeweilige Momentanstellung zumindest der jeweils anderen Drehebene auf einem Monitor, vorzugsweise in dessen Randbereich, dargestellt wird.

Besondere Vorteile erbringt das erfindungsgemäße Verfahren durch die Verwendung bei einem die eine Drehebene darstellenden und mit einem Richtschützen besetzten Panzerturm, auf dem eine die zweite Drehebene darstellende, relativ zur ersten verdrehbare Kommandantenkuppel vorgesehen ist. Diese Art Anwendung ist für die Nachrüstung von Kampffahrzeugen von Bedeutung, weil in der ursprünglichen Version dieser Fahrzeuge eine Betätigung der zugehörigen Waffe nur vom Richtschützen möglich und somit eine exakte Verbindung zwischen ihm und dem die Szenerie beobachtenden Kommandanten nicht erforderlich war. Andererseits wäre es zu aufwendig, das Fahrzeug auseinanderzubauen und die betreffenden Gleitflächen der Drehebenen nachzuarbeiten.

Was die konstruktive Ausgestaltung anbetrifft, so ist es vorteilhaft, daß auf einer Drehebene der Kollimator angeordnet ist und beiden Drehebenen je ein Monitor sowie in Form einer elektrischen Kette miteinander verbundene elektromechanische Mittel zugeordnet sind, die in der Regel aus Stellungsgebern, Synchros, Resolvern oder auch einer Tachowelle bestehen.

Im Fall der Verwendung für ein Kampffahrzeug sieht eine Weiterbildung der Erfindung vor, daß die Kommandantenkuppel mit einem Wärmebildgerät ausgerüstet ist, das das wahrgenommene Ziel auf die beiden mit einem gemeinsamen Fadenkreuz versehenen Monitoren von Kommandant und Richtschütze überträgt. Da das Wärmebildgerät relativ teuer ist, kann man auf diese Weise für Kommandant und Schützen mit nur einem solchen Gerät auskommen, obgleich beide Mann der Besatzung zielen können.

Im folgenden wird an Hand einer Zeichnung ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 die erfindungsgemäße Anordnung in einem nachgerüsteten Panzerturm und

F i g. 2 die funktioneile Verbindung zwischen drehbarem Wärmebild- und turmfestem Tagsichtgerät.

In F i g. 1 ist der Turm 5 eines nicht näher gezeichneten Panzerfahrzeuges auf dem Drehkranz 6 — um die Mittelachse 8 in Pfeilrichtung 7 drehbar — befestigt. Auf der — in Blickrichtung — rechten Seite befindet sich die hier nicht sichtbare Kanone, von der lediglich das Tagsichtgerät 9 den Turm überragt. Den oberen Abschluß des Turmes bildet die Kommandantenkuppel 1 i, die um die zur senkrechten Dreh-Achse 8 seitlich versetzte senkrechte Dreh-Achse 13 in Pfeilrichtung 12 relativ zur Drehbewegung des Turmes verdrehbar ist. Der Kommandant kann beobachten und das Ziel auffassen, während der Richtschütze unabhängig von ihm die Waffe zu richten bzw. zu zielen vermag. Insoweit ist das Ausführungsbeispiel Stand der Technik.

Im Zuge der Weiterentwicklung kann sich für ältere Fahrzeuge das Erfordernis der Nachrüstung ergeben, bei der die bisher unabhängigen Funktionen von Kommandant und Richtschütze dadurch gekoppelt werden, daß beide in der Lage sein sollen zu zielen. In diesem Fall müssen sich die optischen Achsen des Tagsichtgerätes 9 und des Beobachtungsgerätes 10, die den unabhängig voneinander verdrehbaren Teilen Turm 5 bzw. Kommandantenkuppel 11 angehören, exakt aufeinander einstellen lassen, wobei eine zwangsweise Harmonisierung dieser Achsen erforderlich ist, die Gegenstand des vorliegenden Ausführungsbeispiels ist.

Das Beobachtungsgerät 10 besteht aus einem Wärmebildgerät, das aus Kostengründen in jedem Fahrzeug nur einmal, und zwar in der Kuppel 11, installiert ist. Der Kommandant ortet das Ziel über den ihm bzw. dem Wärmebildgerät zugeordneten Monitor 14. Der Richtschütze bekommt das gleiche Bild über den ihm bzw. dem Tagsichtgerät 9 zugeordneten Monitor 15 angeboten.

Die Schwierigkeit besteht nun darin, daß die beiden Drehebenen von Turm 5 und Kuppel 11, für die ursprünglich kein Erfordernis einer besonders präzisen Bearbeitung hinsichtlich ihres Parallel-Laufs vorlag, bei einem fortlaufenden korrelativen Betätigen exakt parallel zu halten oder, anders ausgedrückt, es müssen die Fehlerwinkel zwischen den beiden Drehachsen 8 und 13 fortlaufend kompensiert werden. Hierfür ist es erforderlich, daß der Panzer noch vor seinem Einsatz umgerüstet wird. Dabei muß bei mit gegenseitigem Abstand voneinander angeordneten Drehebenen an mehreren Stellen des Umfangs ihr gegenseitiger Abstand und/ oder es müssen bei abstandslos aneinanderliegenden Drehebenen die durch die Unebenheiten ihrer Gleitflächen bedingten Winkelabweichungen in mehreren Stellungen jeweils im Stillstand für Azimut und Elevation vermessen werden. So kann z. B. mit Hilfe eines etwa auf der Kanone des Panzers befestigten Kollimators der jeweilige Fehlerwinkel zwischen den Drehebenen 5 und 11 bzw. ihren Achsen 8 und 13 optisch bestimmt werden. Die ermittelten Werte werden in Form elektrischer Signale in einen Rechner eingegeben und dort auf Abruf gespeichert. Während des Einsatzes des Fahrzeugs kann sodann die Lage der Drehebenen zueinander mittels einer sich über den gesamten Drehvorgang erstreckenden Operation fortlaufend durch aus dem Rechner abgerufene Meßwerte auf exakten Parallel-Lauf kompensiert werden.

Die Verbindung zwischen den beiden Drehebenen bzw. ihren Drehachsen bzw. den Achsen der optischen Geräte erfolgt durch eine elektrische Kette 1 bis 4, wobei jeweils die eine Ebene bzw. Achse der anderen als Referenzpunkt dient. Die elektrische Kette besteht aus je einem kuppel- und turmseitig angeordneten Stellungsgebersystem. Die elektrischen Stellungsgeber werden mechanisch durch die Relativbewegung Fahrgestell zu Turm (Dreh-Achse 8) und Turm zu Kuppel (Dreh-Achse 13) angetrieben. Damit gibt jeweils z. B. ein Resolver oder ein Synchro den jeweiligen augenblicklichen Winkelwert als Spannungswert an, der in der Rechenoperation verarbeitet wird. Die Elevationsbewegung wird z. B. am Schildzapfen der Kanone und die Azimutbewegung am Drehkranz 6 oder am Kommandanten-Periskop abgenommen. Mit Hilfe einer solchen Kette kann man z. B. über eine in den Randbereichen der Monitoren 14 und 15 vorgesehene Skala die jeweilige Momentanstellung der anderen Drehebene(n) durch entsprechende Zeigerstellung darstellen. Ein hierbei gegebenenfalls sichtbar werdender Fehlerwinkel wird korrigiert und anschließend der korrigierte Wert zum Weiterrechnen verwendet. Für das anstehende Ausführungsbeispiel bedeutet dies, daß der Richtschütze die Kanone — entsprechend der Einblendung auf seinem Monitor 15 — relativ zur Stellung des drehbaren Kommandantenperiskops auszurichten vermag. Bei anderen

Ausführungsbeispielen kann die Kette auch aus Synchros, Resolvern oder einer Tachowelle bestehen.

Den beiden Drehebenen ist je ein Geber 1 und 2 für den Azimut sowie ein Geber 3 für die Elevation zugeordnet. Der Schleifkontakt des letzteren und des Azimutgebers 1 sind über das Additionsglied 4 miteinander verbunden. Die Spannung des Azimutgebers 1 steigt während einer Azimutdrehung von 360° von einem Tiefst- auf einen Höchstpunkt, um sodann wieder auf den Tiefstpunkt zurückzufallen. Damit wird der Spannung des Elevationsgebers 3 ein geringer, linearer Anteil — abhängig von der Azimutstellung — überlagert, wodurch erreicht wird, daß zwei genau zueinander ausgerichtete Drehebenen entstehen. Damit werden die beiden mechanisch zueinander nicht parallel liegenden Drehebenen elektrisch parallel ausgerichtet. Die erforderliche Rechenoperation kann auch von dem vorhandenen Feuerleitrechner des Feuerleitsystems übernommen werden.

Insgesamt gesehen ist die Erfindung jedoch nicht auf das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt. Vielmehr kann sie überall dort zum Einsatz gelangen, wo das Erfordernis besteht, daß sich die Gleitflächen von zwei oder mehr Drehebenen mit großer Genauigkeit parallel zueinander bewegen müssen. Dabei ist es ohne Belang, ob die Genauigkeit der Parallelität ursprünglich — etwa aus Kostengründen — absichtlich vernachlässigt worden ist oder sich etwa größere Anforderungen an die Genauigkeit erst im Nachhinein ergeben.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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Claims (1)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum permanenten korrelativen Ausrichten wenigstens zweier ursprünglich nicht exakt parallel zueinander angeordneter Drehebenen, dadurch gekennzeichnet, daß

a) bei einem solchen Verfahren die Winkelfehler, die durch nicht exakt parallel zueinander angeordnete Drehebenen und Unebenheiten innerhalb der Drehflächen über dem gesamten Drehwinkel von 360° auftreten, kontinuierlich vermessen werden,

b) die ermittelten Werte in Form von elektrischen Signalen in einen Speicher eingegeben und dort zum Abruf bereit gehalten werden und

c) die Winkelabweichungen der Drehebenen zueinander während ihres Arbeitseinsatzes mittels einer sich über den gesamten Drehvorgang erstreckenden Operation fortlaufend durch die aus dem Speicher abgerufenen Meßwerte mittels beispielsweise eines Rechners auf exakten Parallel-Lauf kompensiert werden.