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Die vorliegende Erfindung betrifft
ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Verstauen und Handhaben modularer
Treibladungen vom modularen Typ in Artilleriegeschützen mit
voll- oder halbautomatischen Ladesystemen.
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Es ist bereits mittels Artillerieortungsradar und
anderen Überwachungssystemen
möglich,
zum Beispiel schnell und mit hoher Präzision die Stellung eines Artilleriegeschützes zu
bestimmen, das den Beschuss eröffnet
hat. Es besteht daher für
einen Feind eine sehr gute Möglichkeit,
wirksames Gegenbeschussfeuer zu eröffnen. Die Artillerie ist deshalb mehr
oder weniger gezwungen worden, von ihren früheren sehr stationären Taktiken
zugunsten bedeutend mobilerer Taktiken abzuweichen, die schnelle Angriffe
in Form von kurzem intensivem Beschuss, gefolgt von sofortiger Verlegung
zu einem vorbestimmten Stationierungsort in einem ausreichend sicheren
Abstand vom vorhergehenden, beinhalten. Diese neuen Taktiken haben
zu einer verstärkten Notwendigkeit
geführt,
dass jedes Geschütz
einen Selbstantrieb aufweist und mindestens einen primären Bedarf
an Munition tragen kann.
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Man muss ferner annehmen, dass zukünftige Generationen
von Artillerie Treibladungen vom modularen Typ verwenden werden,
d. h. Treibladungen, die aus einer Anzahl modularer Ladungen unterschiedlicher
Größen wie
z. B. Länge,
und, in gewissem Ausmaß,
Durchmesser und verschiedener Ladungsstärken mit hauptsächlich starrer
verbrennbarer Außenhülle bestehen,
die in verschiedenen Weisen kombinierbar sind, um die gewünschten
Mündungsgeschwindigkeiten
zu liefern. Momentan wird dieses System modularer Ladungen als M(A)CS
bezeichnet, d. h. Modular (Artillery) Charge System [Modulares Artillerie-Ladesystem].
Da ferner zu erwarten ist, dass die nächste Generation von Artilleriegeschützen in
noch größerem Ausmaß, als es
heute normal ist, mit gepanzertem Schutz gegen Schlachtfeldsplitter
ausgerüstet
sein wird, werden Ladesysteme der zukünftigen Generation sehr schnell
arbeiten und in der Lage sein müssen,
große
Mengen von Treibladungen zu lagern und alle verschiedenen Typen
modularer Ladungen in den M(A)CS zu handhaben. Die Treibladungen
müssen
auch in dem kleinst möglichen
Raum zu verstauen sein. Außerdem
sollen die Ladesysteme robust und haltbar sein, und das Treibladungsmagazin
soll in sehr kurzer Zeit nachladbar sein, vorzugsweise aus einem
mit einer automatischen Nachladeeinheit ausgerüsteten Fahrzeug.
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Eine Beschreibung der Grundprinzipien
für ein
Treibladungs-Handhabungssystem, das die obigen Anforderungen erfüllt, enthält die schwedische Patentanmeldung
Nummer 960 4422-7.
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Dieses Treibladungs-Handhabungssystem basiert
auf der Verwendung eines sehr raumsparenden Verstauungsraums, in
dem die modularen Ladungen linear in einer Anzahl von Magazinrohren verstaut
sind, die parallel zueinander angeordnet sind, wobei jedes Magazinrohr
modulare Ladungen vorzugsweise von ein und demselben Typ enthält. Jedes
solche Magazinrohr mündet
in einer gemeinsamen vertikalen Endebene, wobei jede Öffnung für Entnahme
der gewünschten
Anzahl modularer Ladungen aus einem oder mehreren vorbestimmten Magazinrohren
offen ist. Die Innenseite jedes solchen Magazinrohrs ist mit einem
steuerbaren Ausschubmechanismus ausgerüstet, der sicherstellt, dass
die Anzahl ausgegebener modularer Treibladungen immer korrekt ist.
Ein zugeordneter Manipulator entnimmt die ausgewählte Anzahl modularer Ladungen
aus der Ausschuböffnung
des vorbestimmten Magazinrohrs.
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Eine andere prinzipielle Ladevorrichtung
für modulare
Treibladungen ist in dem Dokument US-A-5111731 beschrieben.
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Dieser Manipulator kann als ein Industrieroboter
mit begrenzter Arbeitsbewegung beschrieben werden, der eingerichtet
ist, um ein Zubringrohr zwischen den Ausschuböffnungen der Magazinrohre zu manövrieren.
Das Zubringrohr wird auf diese Weise mit der Ausschuböffnung eines
Magazinrohrs ausgerichtet, woraufhin die gewünschte Anzahl modularer Ladungen
zu dem Zubringrohr überführt wird.
Dieses kann auf diese Weise modulare Ladungen aus einer Anzahl verschiedener
Magazinrohre nacheinander entnehmen, und dadurch eine vollständige Treibladung
der gewünschten
Ladungsstärke
zusammenstellen, bevor es zu einer äußeren Endposition ausgerichtet
mit dem Ladependel manövriert
wird, das zum Laden des betreffenden Artilleriegeschützes verwendet
wird und zu dem die vollständige
Ladung zum Beispiel durch einen in das Zubringrohr eingebauten Ausstoßer überführt wird.
Der Ausstoßer kann
ferner verwendet werden, um die Anzahl aus einem speziellen Magazinrohr
zu entnehmender modularer Ladungen zu bestimmen. Das Muster der
Bewegung des Manipulators beinhaltet vorzugsweise eine parallele
Verschiebung seines Zubringrohrs zwischen verschiedenen Positionen
in zueinander senkrechten Ebenen, so dass das Zubringrohr immer
mit der Längsachse
des Magazinrohrs ausgerichtet ist, an dessen Ausschuböffnung es
angedockt wird.
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In der oben genannten Schwedischen
Patentanmeldung gibt es drei verschiedene Verfahren und Vorrichtungen
zum Manövrieren
des Manipulator-Zubringrohrs zwischen den Ausschuböffnungen der
verschiedenen oben beschriebenen Magazinrohre. Alle drei Verfahren
und Vorrichtungen erfüllen
die oben definierten Bedingungen zum Manövrieren des Zubringrohrs, und
infolgedessen können
alle drei in Verbindung mit der vorliegenden Erfindung verwendet
werden. Die beste Auslegung des Manipulators dürfte jedoch diejenige sein,
in der das Ende des Zubringrohrs gegenüberliegend seiner Einschub-Ausschuböffnung in
einer von zwei Führungsschienen angebracht
ist, die in einem Winkel zueinander angeordnet sind und von denen
eine die vertikale Bewegung des Zubringrohrs und die andere die
Seitenbewegung des Zubringrohrs definiert, und deren jeweilige Schlitten
sich in parallelen Ebenen zueinander bewegen, wobei jede Ebene sich
im rechten Winkel zu dem Zubringrohr befindet.
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Die vorliegende Erfindung bezieht
sich nicht auf die Grundprinzipien für ein solches Ladesystem, sondern
auf die praktische Auslegung der eingebauten Komponenten, hauptsächlich die
Magazinrohre und den Manipulator und die darin eingebauten Komponenten,
und wie diese miteinander zusammenwirken. Es ist wesentlich, dass
diese in einer solchen Weise angeordnet werden, dass die korrekte
Anzahl modularer Ladungen immer von den Magazinrohren zu dem Manipulator-Zubringrohr überführt wird,
und dass die Arbeit des Manipulators nicht durch die modularen Ladungen
gestört
wird, die sozusagen nur den halben Weg zwischen dem betreffenden
Magazinrohr und dem Zubringrohr zurücklegen. Man darf nicht vergessen,
dass dies ein ultraschnelles Ladesystem ist, in dem die modularen
Ladungen zwischen dem betreffenden Magazinrohr und dem Manipulator-Zubringrohr
bei einer Geschwindigkeit von mehreren Metern pro Sekunde bewegt
werden und mehr oder weniger unmittelbar nach Ablage in dem Zubringrohr
für Überführung zu
dem Ladependel für
anschließendes
Einrammen in das Geschütz
bereit sein sollen. Dieser letztere Arbeitsgang bedeutet, dass die
modularen Ladungen von Anfang an in dem Manipulator-Zubringrohr
aneinandergereiht, dicht zusammen gepackt sein sollen, so dass sie
ohne Verzögerung
zu dem Ladependel überführt werden
können,
welches sie dann als eine einzelne Einheit in das Geschütz einrammen
kann.
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Zusammengefasst kann die vorliegende
Erfindung als eine detaillierte Auslegung einer Vorrichtung für Artilleriegeschütze mit
voll- oder halbautomatischen Ladesystemen zum Verstauen, Handhaben
und, vor dem Laden des betreffenden Geschützes, Vorbereiten von Treibladungen
definiert werden, die aus einer Anzahl kombinierbarer modularer
Ladungen von M(A)CS-Typ bestehen, die verschiedene Treibstärken aufweisen
abhängig
von Größe, Länge, Durchmesser
und/oder da sie aus verschiedenen Typen von Treibmitteln bestehen,
die jedoch alle hauptsächlich
eine starre, verbrennbare Außenhülle aufweisen,
die die erforderlichen Zündungszusammensetzungen
enthält,
und welche modularen Ladungen frei kombinierbar sind, um Auswahl
der geeigneten Mündungsgeschwindigkeit
zu ermöglichen,
um den gewünschten
Bereich und die gewünschte
Flugbahn für
das Geschoss zu liefern. Die Vorrichtung in der vorliegenden Erfindung
setzt ferner voraus, dass der Stauraum für die modularen Ladungen aus
einer Anzahl zueinander paralleler Magazinrohre bestehen soll, die über- und
nebeneinander angeordnet sind, wobei jedes Rohr eine Anzahl modularer
Ladungen linear aneinandergereiht angeordnet aufnehmen kann, und
wobei jedes solches Magazinrohr in einer gemeinsamen vertikalen
Ebenebene mündet,
wobei jede Ausschuböffnung
für ein
Zubringrohr zugänglich ist,
das schrittweise zwischen den Ausschuböffnungen durch einen Manipulator
manövriert
werden kann. Das Zubringrohr kann dadurch mit jedem betreffenden
Magazinrohr ausgerichtet werden. Der Manipulator weist wenigstens
eine äußere Anschlagposition
für das
Zubringrohr auf, in der das Zubringrohr sich neben den Magazinrohren
befindet, während
es gleichzeitig hinter und in Ausrichtung mit dem Ladependel ist,
das zum Einrammen in das betreffende Geschoss verwendet wird, und
zu welchem Ladependel die modularen Ladungen in dem Zubringrohr sofort überführt werden
sollen. Jedes der Magazinrohre ist ferner mit einer internen Ausschubfunktion zum
Ausschieben der für
den jeweiligen Vorgang ausgewählten
Anzahl modularer Ladungen ausgestattet.
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Außerdem enthält das Manipulator-Zubringrohr
in der vorliegenden Erfindung eine eingebaute Ausschubvorrichtung,
die an die Ausschubvorrichtung jedes Magazinrohrs in solcher Weise
andockbar ist, dass sich die Ausschubvorrichtung des Zubringrohrs
bei der gleichen Rate wie die Ausschubvorrichtung des Magazinrohrs
rückwärts bewegt,
um Überführung der
modularen Ladungen zum Zubringrohr zu ermöglichen. Auf diese Weise werden
die modularen Ladungen zusammengepackt, aneinander gereiht gehalten,
während
sie aus dem betreffenden Magazinrohr zum Zubringrohr überführt werden.
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Das Zubringrohr ist ferner in solcher
Weise ausgelegt, dass es vor jeder Überführung der modularen Ladungen)
eine kurze Entfernung von dem Magazinrohr zurückgeschoben wird, mit dem des
vorher in Eingriff stand, so dass es sich unabhängig in Ausrichtung mit dem
nächsten
Magazinrohr bewegt, aus dem eine modulare Ladungen) zu entnehmen
ist (sind), und sich vorwärts
zum Andocken an dem Magazinrohr bewegt.
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Das Zubringrohr und die Magazinrohre
werden ferner mit Rückhaltegliedern
ausgestattet, die die äußerste modulare
Ladung in den jeweiligen Rohren zurückhalten, um Herausfallen derselben
zu verhindern.
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Die vorliegende Erfindung umfasst
ferner zwei Varianten, wie man die parallele Steuerung des ausgewählten Magazinrohrs
und der Ausschubvorrichtung des Zubringrohrs erreichen kann. Dies
könnte
daher mittels miteinander zu verbindender Getriebe oder parallel
gesteuerter Elektromotoren ermöglicht
werden.
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Ein Verfahren zum Antreiben aller
Ausschubvorrichtungen der Magazinrohre durch ein und denselben Elektromotor
wird ebenfalls beschrieben, bei dem der Antrieb lediglich für die Ausschubfunktion des
betreffenden Magazinrohrs frei wählbar
ist. Diese Lösung
basiert auf dem Prinzip, dass der Elektromotor die Antriebswellen
für alle
Ausschubvorrichtungen der Magazinrohre mit einer kombinierten elektrischen Kupplung/Bremse
antreibt, die zwischen diesen Wellen und den Ausschubvorrichtungen
in Eingriff steht, wodurch die Kupplungsfunktion an der Welle der Ausschubvorrichtung
des für
den Ausschub ausgewählten
Magazinrohrs betätigt
wird, während
gleichzeitig die Bremsfunktion für
die anderen Wellen betätigt
wird.
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Die vorliegende Erfindung ist in
den anschließenden
Patentansprüchen
definiert und soll nun ausführlicher
unter Bezugnahme auf die anliegenden Figuren beschrieben werden,
in denen:
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1 einen
diagonalen Schnitt der Hauptteile eines Munitionshandhabungssystems
zeigt;
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2 einen
Längsschnitt
in größerem Maßstab der
Ausschuböffnungen
der Magazinrohre in dem Hauptmagazin zeigt;
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3 einen
Längsschnitt
durch das Zubringrohr des Manipulators zeigt;
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4 einen
diagonalen Schnitt in einem größeren Maßstab der
Ausschuböffnung
eines Magazinrohrs zeigt,
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5 & 6 Teile einer Variante eines Verfahrens
für einen
parallelen Antrieb für
die Ausschubvorrichtungen der Magazinrohre und das Zubringrohr zeigen;
und
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7 ein
System zum Antreiben der Ausschubvorrichtungen aller Magazinrohre
mit ein und demselben Elektromotor zeigt.
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Das in 1 gezeigte
Hauptmagazin umfasst vierzehn horizontal befestigte Magazinrohre 2–15 für Treibladungen 16 des
modularen Typs. Alle diese Magazinrohre 2–15 enthalten
durch Ketten angetriebene Ausschubvorrichtungen, die in der gleichen
Weise wie die vollständige
Ausschubvorrichtung in dem Zubringrohr 17 ausgelegt sind,
welches in dem Manipulator 18 enthalten ist, der zum Entnehmen
modularer Ladungen aus einem oder mehreren der Magazinrohre 2–15 und
zum Ablegen der modularen Ladungen in das Ladependel 19 dient,
welches zum Laden des betreffenden Geschützes verwendet wird. Das Geschütz selbst
ist in den Figuren nicht dargestellt. Der Manipulator 18 enthält ferner
einen Träger 43 und
ein Führungssystem,
das eine diagonale Führungsschiene 20 aufweist,
längs der
sich ein Schlitten 21 bewegt, auf dem eine vertikalen Schiene 22 angebracht
ist, längs
der sich ein vertikaler Schlitten 23 bewegt.
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Wie in 3 dargestellt
ist, ist das Zubringrohr 17 auf dem vertikalen Schlitten 23 angebracht. Mittels
gesteuerter Verschiebung der beiden Schlitten 21 und 23 längs Führungsschienen 20 und 22 kann
bewirkt werden, dass das Zubringrohr 17 eine Stellung in
direkter Ausrichtung mit einem beliebigen frei wählbaren Magazinrohr sowie in
direkte Ausrichtung mit der Einschuböffnung der Ladependels 19 annimmt.
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Wie in 3 dargestellt
ist, ist das Zubringrohr 17 auf einer Welle 24 angebracht,
längs der
das Zubringrohr 17 eine begrenzte Längsbewegungsstrecke angetrieben
durch einen Treiber 25, aufweist. Dies soll ermöglichen,
dass sich das Zubringohr 7 nach dem Andocken an einem Magazinrohr
(in 1 ist es das Magazinrohr 7)
oder dem Ladependel 19 rückwärts bewegt, oder vorwärts getrieben
wird, um an dem nächsten
Magazinrohr oder dem Ladependel anzudocken. Wie in den 1 und/oder 4 gezeigt ist, sind Führungslappen 26 um
die Ausschuböffnung
jedes Magazinrohrs angeordnet, um sicher zu stellen, dass das Zubringrohr 17 genau
mit dem ausgewählten
Magazinrohr ausgerichtet wird.
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Jedes Magazinrohr 2–15 und
das Zubringrohr 17 sind auch mit einem zu betätigenden
Rückhalteglied 27b bzw. 27a versehen
(dargestellt in den 2–4), dessen Aufgabe darin
besteht, die äußerste modulare
Ladung während
Handhabungsphasen festzuhalten, wenn die äußerste modulare Ladung nicht
in irgendeiner anderen Weise festgehalten wird. Dies gilt für das Rückhalteglied 27a an
dem Zubringrohr 17 während
aller Bewegungsphasen des Zubringrohrs, d. h. während es sich von dem Magazinrohr
zurück
bewegt, aus dem es modulare Ladungen) entnommen hat, und während diagonaler
und/oder vertikaler Bewegung zu seiner Endstellung in Ausrichtung
mit dem Ladependel sowie während
seiner Vorwärtsbewegung
zum Ladependel oder einem anderen Magazinrohr. Andererseits muss
das Rückhalteglied 27b am
jedem der Magazinrohre 2–15 mit der betreffenden
modularen Ladung nur während
einer beträchtlich
kürzeren
Zeit in Eingriff sein, die vergeht, während das Zubringrohr von dem
betreffenden Magazinrohr getrennt wird. Die Ausschuböffnung jedes Magazinrohrs 2–15 ist
nämlich
mit einem federbelasteten unabhängigen
Rückhalteglied 40 ausgerüstet, dessen
Aufgabe darin besteht, die äußerste modulare
Ladung 16 festzuhalten, wenn das Zubringrohr 17 nicht
an den Magazinrohren angedockt ist.
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Wie in 2 dargestellt
ist, sind die Rückhalteglieder 27b der
Magazinrohre 2–15 an
zwei drehbaren Wellen 41 und 42 angebracht, von
denen jede zwischen zwei Reihen von Magazinrohren 2–15 angeordnet
ist. Durch Drehung einer dieser Wellen werden alle Rückhalteglieder
in einer der Reihen aktiviert. Die Richtung, in der die Welle gedreht
wird, bestimmt, für
welche Reihe die Rückhalteglieder
betätigt
werden.
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Es ist eine Ausschubvorrichtung sowohl
in dem Zubringrohr 17 als auch in jedem der Magazinrohre 2–15 angeordnet.
Jede Ausschubvorrichtung weist einen Ausschubkopf 31 befestigt
an und angetrieben durch eine Antriebskette 30 auf, die
um zwei Zahnräder 28 und 29 läuft. Die
Kette wird ihrerseits durch einen Elektromotor 32 über ein
Kegelraduntersetzungsgetriebe angetrieben.
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Die Ketten werden in solcher Weise
gesteuert, dass, wenn die Ausschubvorrichtung eines Magazinrohrs
eine vorbestimmte Anzahl modularer Ladungen 16 zu dem Zubringrohr 17 ausschiebt,
an das es angedockt ist, die Ausschubvorrichtung des Zubringrohrs
sich bei der gleichen Rate rückwärts bewegt,
um Einschub der modularen Ladungen in das Zubringrohr zu ermöglichen,
d. h. die Ketten 30 werden in die gleiche Richtung angetrieben.
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Wenn die modularen Ladungen 16 anschließend zu
dem Ladependel 19 überführt werden,
wird dies durch Antreiben der Ausschubvorrichtungskette des Zubringrohrs 17 in
die entgegengesetzte Richtung erreicht.
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Die oben aufgezeigte parallele Steuerung der
Antriebsketten 30 in dem Zubringrohr und in dem Magazinrohr,
an das es angedockt ist, kann zum Beispiel auch in der in den 5 und 6 dargestellten Weise gelöst werden,
in denen Zahnräder 28 und 29 mit
Kegelraduntersetzungsgetrieben 33 bzw. 34 verbunden
sind, welche Getriebe miteinander über eine Kupplung 35 verbunden
sind, die eingreift, wenn das Zubringrohr 17 an einem Magazinrohr
andockt.
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Alle Antriebsketten 30 können durch
einen Elektromotor 32 angetrieben werden, nämlich dem
in dem Manipulator 18 enthaltenen.
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Natürlich weisen der Manipulator
und jedes der Magazinrohre ihre eigenen Elektromotoren auf, die
elektronisch parallel gesteuert werden.
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Eine andere Version ist in 7 dargestellt, die verglichen
mit 1 das entgegengesetzte
Ende der Magazinrohre zeigt. In dieser Version weist das Zubringrohr 17 seinen
eigenen Elektromotor auf und alle Magazinrohre 2–15 haben
einen gemeinsamen Elektromotor 36, der die Antriebskette 30 jedes
Magazinrohrs über
eine Anzahl elektronisch gesteuerter Kupplungs-/Bremsvorrichtungen 37 antreibt.
Der Elektromotor 36 ist über Ketten 36 mit
den Eingangswellen jeder der Kupplungs-/Bremsvorrichtungen 37 verbunden,
während
eine elektronische Steuereinrichtung sicherstellt, dass alle Kupplungs-/Bremsvorrichtungen 37 gebremst
werden, mit Ausnahme derjenigen in dem Magazinrohr, aus dem modulare
Ladungen zu entnehmen sind.
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Wie in 7 dargestellt
ist, befindet sich ein Kegelradgetriebe 39 zwischen der
Ausgangswelle der Kupplungs-/Bremsvorrichtung 37 und dem
tatsächlichen
Kettenantriebszahnrad 29.