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Die hierin offenbarte Erfindung bezieht
sich besonders auf Transfermechanismen zum Bewegen einer großkalibrigen
Munition in Speichermagazine und aus denselben, wie beispielsweise
in der US-Patentschrift Nr. 5,212,338 offenbart ist. Die Offenbarung
der US-Patentschrift 5,212,338 ist durch Bezugnahme in das vorliegende
Dokument aufgenommen. Die vorliegende Anmeldung beansprucht eine
Priorität
aus der US-Provisional-Anmeldung Nr. 60/071,465, die am 14. Januar
1998 eingereicht wurde. Die vorliegende Anmeldung bezieht sich ferner auf
die Anmeldung von Steward et al. mit dem Titel „Bucket Carrier For Molded
Solid Propellant Storage Magazine", die gleichzeitig mit dem vorliegenden
Dokument eingereicht wurde, und auf die Provisional-Anmeldung Seriennr.
60/071,466, die am 14. Januar 1998 eingereicht wurde.
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Technisches
Gebiet
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Die vorliegende Erfindung bezieht
sich auf Transfermechanismen zum Bewegen von speicherbaren Posten
zwischen Speicherräumen
und einem gemeinsamen außerhalb
gelegenen Ort, insbesondere von großkalibrigen Projektilen und
Treibladungen zwischen zugeordneten, benachbarten Speichermagazinen
und einer gemeinsamen Munitionsbeförderungseinrichtung.
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Stand der
Technik
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Zur Verwendung in verschiedenen Militärfahrzeugen
wurden Transfermechanismen entwickelt, die entworfen sind, um großkalibrige
Munitionsprojektile automatisch in Speichermagazine und aus denselben
zu bewegen. Ein Beispiel eines derartigen Transfermechanismus ist
in der Maher-US-Patentschrift
Nr. 5,212,338 vom 18. Mai 1993 beschrieben.
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Dieses System soll lediglich Munitionsprojektile
handhaben, da die Beuteltreibladungen, die verwendet werden, um
diese Projektile anzutreiben, bei einem solchen System herkömmlicherweise
manuell geladen werden. Ein derartiges manuelles Laden von Beuteltreibladungen
ist für
die meisten herkömmlichen
großkalibrigen
Waffensysteme typisch.
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Die geplante Einführung von hochmodernen Artilleriesystemen
erfordert die Verwendung einer vollautomatisierten Munitionshandhabungsfähigkeit, die
die Treibladungen einschließt.
Bei einem dieser hochmodernen Systeme sind die Treibladungen tatsächlich geformte,
brennbare Behälter,
die entweder mit kugel- oder mit stabförmigem Treibstoff gefüllt sind.
Eine Veranschaulichung dieser neuen Treibladungsmodule, die als
modulare Artillerieladungssysteme (MACS – Modular Artillery Charge
Systems) bezeichnet werden, ist schematisch in 1 gezeigt und durch das Bezugszeichen 10 bezeichnet.
Die MAC-Module umfassen jeweils einen brennbaren ringförmigen Gehäusekörper 12,
der eine innere konische Erweiterung 16, eine brennbare
Gehäusebeschichtung 14 und
eine brennbare Gehäuseendkappe 20 umfaßt, die
eine Konuserweiterung 22 umfaßt. In dem Gehäusekörper 12 und
der Gehäuseendkappe 20 sind
einzelne Pulverkörner 18 enthalten,
die um einen hohlen mittigen Kern 24, der durch die konischen
Erweiterungen 16 und 22 zusammen mit der Röhre 26 gebildet
ist, angeordnet sind. In dem Kern 24 befinden sich in der
Regel zündstoffhaltige
Beutel 28. Abdeckungen 30, 32 sind vorgesehen,
um die Zündstoffbeutel 28 in
dem Kern 24 abzudichten.
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Wie Fachleute erkennen werden, würden beim
Bedienen eines großkalibrigen
Geschützes
wie beispielsweise einer Haubitze mit Selbstantrieb eine selektive
Anzahl der einzelnen Treibladungen 10 verwendet, je nach
dem erforderlichen Projektiltyp, der erforderlichen Reichweite usw.
Der MACS-Transfermechanismus
muß dann
Idealerweise in der Lage sein, jegliche einzelne Ladung oder mehrere
Ladungen bis zu allen Ladungen in dem Träger selektiv in das Speichermagazin
zu transferieren oder aus dem Speichermagazin herauszuholen. Ferner
können Platz-
und Gewichtsfragen bezüglich
eines automatisierten Geschützversorgungssystems
einen gemeinsamen Transfermechanismus erfordern, um ein Projektilspeichermagazin
auf einer Seite einer gemeinsamen Beförderungseinrichtung zu bedienen,
und ein MACS-Modul-Speichermagazin auf der anderen Seite.
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Bekannte Transfermechanismen sind
jedoch zum Handhaben eines einzelnen länglichen Projektils aus Magazinträgern konfiguriert,
wie sie beispielsweise in der US-Patentschrift 5,175,388 beschrieben
sind. Während
jeder Träger
in einem Projektilmagazin lediglich ein Projektil speichert, wäre es wünschenswert
und raumsparender, mehrere MACS-Module in einem einzigen Träger zu speichern.
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Offenbarung
der Erfindung
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung
besteht darin, einen Mechanismus zum selektiven Transferieren speicherbarer
Posten zwischen einem Speicherraum und einem außerhalb des Speicherraums gelegenen
Ort zu schaffen.
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Eine weitere Aufgabe der vorliegenden
Erfindung besteht darin, Verbesserungen bei Munitionstransfermechanismen
zu schaffen, um einen selektiven Transfer von Projektilen und einer
oder mehrerer Treibladungen von jeweiligen Speichermagazinen zu einer
benachbarten gemeinsamen Beförderungseinrichtung
zu ermöglichen.
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Um diese und andere Aufgaben zu lösen, und
wie hierin offenbart und beansprucht ist, umfaßt die Vorrichtung zum selektiven
Transferieren speicherbarer Posten zwischen einem Speicherraum und
einem außerhalb
des Speicherraums gelegenen Ort eine drehbare Antriebswelle, die
in der Nähe
des Speicherraums und des außerhalb
gelegenen Orts positioniert ist, zumindest ein Transferelement,
das der Antriebswelle wirksam zugeordnet ist und einen distalen
Abschnitt, der zum Ineingriffnehmen eines Postens konfiguriert ist,
und ein proximales Ende aufweist. Die Vorrichtung umfaßt ferner
einen Transferelementkopplungsmechanismus zum selektiven Koppeln
des proximalen Endes des Transferelements mit der Antriebswelle
zum Zweck einer abhängigen
Drehung mit derselben. Der distale Abschnitt ist nur dann zwischen
einer Position in dem Speicherraum und dem außerhalb gelegenen Ort drehbar
beweglich, wenn das proximale Ende mit der Antriebswelle gekoppelt
ist.
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Vorzugsweise umfaßt die Vorrichtung ferner einen
Tormechanismus zum selektiven Ermöglichen oder Blockieren, daß Posten
zwischen dem Speicherraum und dem außerhalb gelegenen Ort transferiert
werden. Der Tormechanismus umfaßt
eine drehbare Torwelle, die zu dem Speicherraum und zu dem außerhalb
gelegenen Ort benachbart positioniert ist, zumindest ein Torelement,
das mit dem Transferelement kooperiert und der Torwelle wirksam
zugeordnet ist, und einen mit dem Transferelementkopplungsmechanismus
koordinierten Torkopplungsmechanismus zum selektiven Koppeln des
proximalen Endes des Torelements mit der Torwelle zum Zweck einer
abhängigen
Drehung mit derselben. Der distale Abschnitt des Torelements ist
nur dann zwischen einer einen Transfer ermöglichenden und einer einen Transfer
blockierenden Position drehbar beweglich, wenn das proximale Ende
des Torelements mit der Torwelle gekoppelt ist.
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Es ist bevorzugt, daß die Vorrichtung
eine Mehrzahl von Transferelementen und eine gleiche Mehrzahl von
kooperierenden Torelementen umfaßt, die zum Zweck eines Transfers
von ausgewählten der
speicherbaren Posten jeweils unabhängig selektiv mit der jeweiligen
Antriebswelle oder Torwelle koppelbar sind, und daß jeder
entsprechende Kopplungsmechanismus ferner das jeweilige Transferelement
oder Torelement von einer Drehbewegung abhält, wenn es von der jeweiligen
Antriebswelle entkoppelt ist.
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Es ist ferner bevorzugt, daß jedes
proximate Ende des Transferelements und des Torelements einen die
jeweilige Antriebswelle umgebenden Muffenabschnitt umfaßt und daß der jeweilige
Transferelementkopplungsmechanismus oder Tormechanismus ein Verkeilungsbauglied
zum selektiven Miteinanderverbinden des Muffenabschnitts und der
Antriebswelle zum Zweck einer abhängigen Drehung umfaßt. Der
Muffenabschnitt kann vorzugsweise eine Apertur umfassen, wobei das
jeweilige Verkeilungsbauglied in der jeweiligen Welle angeordnet
ist, um zwischen einer gekoppelten Position, bei der die Apertur
in Eingriff genommen wird, und einer entkoppelten Position, bei
der die Apertur nicht in Eingriff genommen wird, bewegbar zu sein,
und jeder jeweilige Kopplungsmechanismus kann vorzugsweise ferner
eine jeweilige Betätigungsgliedanordnung
umfassen, die zum Steuern der Position des jeweiligen Verkeilungsbauglieds
angeordnet ist.
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Es ist weiterhin bevorzugt, wenn
ein Paar von Speicherräumen
benachbart zu dem außerhalb gelegenen
Ort positioniert ist, daß die
Vorrichtung ein Paar von separat angetriebenen drehbaren Transferwellen,
die jeweils benachbart zu einem jeweiligen Speicherraum positioniert
sind, und einen Transferwellenkopplungsmechanismus zum selektiven
Koppeln der Antriebswelle mit einer selektiven des Paares von Transferwellen
zum Zweck einer abhängigen Drehung
mit derselben umfaßt.
Der Transferwellenkopplungsmechanismus umfaßt ein Paar von Mitnehmerkeilen,
die zum Zweck einer abhängigen
Drehung mit der Antriebswelle durch dieselbe getragen werden und
die zwischen Ineingriffsnahmepositionen zum Koppeln der einen oder
der anderen Transferwelle mit der Antriebswelle und Außereingriffspositionen,
bei denen die Antriebswelle von beiden Transferwellen entkoppelt
ist, beweglich sind. Der Transferwellenkopplungsmechanismus umfaßt ferner
ein durch die Antriebswelle zum Zweck einer abhängigen Drehung mit derselben
getragenes Betätigungsglied,
das wirksam mit beiden Mitnehmerkeilen verbunden ist.
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Es ist ferner bevorzugt, daß der Transferwellenkopplungsmechanismus
ferner einen Nocken umfaßt,
der bezüglich
einer Drehbewegung der Antriebswelle feststehend ist, daß einer
der Mitnehmerkeile einen Nockenfolger umfaßt, der den Nocken in Eingriff
nimmt, und daß der
Nocken den Nockenfolger und die Antriebswelle von einer Drehbewegung abhält, wenn
sich die Mitnehmerkeile in den Außereingriffspositionen befinden.
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Zusätzliche Merkmale, Vorteile
und Ziele der Erfindung werden in der folgenden Beschreibung dargelegt
und ergeben sich teilweise aus der Beschreibung oder können aus
der Praxis der Erfindung erfahren werden. Die Ziele und andere Vorteile
der vorliegenden Erfindung werden durch die Vorrichtung umgesetzt
und erreicht, auf die besonders in der schriftlichen Beschreibung
und den Patentansprüchen
derselben sowie in den beigefügten
Zeichnungen hingewiesen wird.
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Es versteht sich, daß sowohl
die vorstehende allgemeine Beschreibung als auch die folgende ausführliche
Beschreibung beispielhaft und erläuternd sind und eine weitere
Erläuterung
der Erfindung, wie sie beansprucht ist, liefern sollen.
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Die beiliegenden Zeichnungen sollen
ein besseres Verständnis
der Erfindung liefern und sind in die Spezifikation integriert und
stellen einen Bestandteil derselben dar, veranschaulichen ein bevorzugtes
Ausführungsbeispiel
der Erfindung und dienen zusammen mit der Beschreibung der Erläuterung
der Prinzipien der Erfindung.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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1 ist
eine schematische weggeschnittene Perspektivansicht eines speicherbaren
geformten Treibladungsmoduls, das unter Verwendung der vorliegenden
Erfindung selektiv transferiert werden kann;
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2 ist
eine schematische Perspektivansicht eines Trägers zum Speichern von Treibladungsmodulen
des in 1 gezeigten Typs;
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3 ist
eine schematische Axialendansicht von Komponenten der Transfervorrichtung
der vorliegenden Erfindung in Verbindung mit einem Paar von Munitionsmagazinen;
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4 ist
ein schematisches Diagramm des Prozesses, mittels dessen die Transfervorrichtung der
vorliegenden Erfindung arbeitet, um Posten selektiv zu transferieren;
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5 ist
eine schematische Axialteilansicht bestimmter Komponenten der Transfervorrichtung des
Ausführungsbeispiels;
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6 ist
eine weitere schematische Axialteilansicht bestimmter Komponenten
der Transfervorrichtung des Ausführungsbeispiels;
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7 ist
eine schematische Schnittansicht bestimmter Komponenten der Transfervorrichtung des
Ausführungsbeispiels
in 3, die entlang der Linien
7-7 in 3 genommen ist;
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7A ist
eine schematische Draufsicht eines Details einer in 7 gezeigten Komponente, die entlang der
Linien 7A-7A in 7 genommen
ist;
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8 ist
eine detaillierte schematische Axialschnittansicht der Transfervorrichtung,
die entlang der Linie 8-8 in 7 genommen
ist;
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8A–8C sind schematische Axialschnittansichten
der in 8 im Detail gezeigten
Komponenten während
des Betriebs; und
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9 ist
eine schematische Axialdetailansicht des in 6 gezeigten Tormechanismus.
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In allen Ansichten der Zeichnungen
beziehen sich entsprechende Bezugszeichen auf gleiche Teile.
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Bester Modus
zum Durchführen
der Erfindung
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Unter anfänglicher Bezugnahme auf 3 sind auf schematische
Weise mehrere Komponenten einer Vorrichtung gezeigt, die gemäß der vorliegenden
Erfindung zum Handhaben von speicherbaren Posten hergestellt ist,
wobei die Vorrichtung allgemein durch das Bezugszeichen 50 bezeichnet
ist. Bei der in den Figuren veranschaulichten bestimmten Anwendung
wird die Vorrichtung 50 in der Darstellung verwendet, um
Projektile und Treibladungen von jeweiligen Magazinen 52 und 54,
die in einer Seite-an-Seite-Beziehung an einer benachbarten Beförderungseinrichtung 56 angebracht
sind, hochzuladen und herunterzuladen. Im einzelnen ist die Transfervorrichtung 50 für eine Verwendung
bei Anwendungen gedacht, die einen oder mehrere Speicherräume und
einen gemeinsamen außerhalb
der Speicherräume
gelegenen Ort aufweisen, zwischen denen die speicherbaren Posten
durch Komponenten der Vorrichtung 50, die im folgenden
ausführlicher
erläutert werden,
bewegt werden können.
Wie hierin verkörpert
ist, weisen die Projektil- und Treibladungsmagazine 52 bzw. 54 zwei
derartige Speicherräume
auf, und die axiale Beförderungseinrichtung 56 stellt
den außerhalb
gelegenen Ort dar, wie Fachleute ohne weiteres erkennen werden.
Die vorliegende Anmeldung ähnelt
somit der in der US-Patentschrift 5,212,338
offenbarten Konfiguration, stellt jedoch in bestimmten Schlüsselbereichen
eine Verbesserung gegenüber
der in jenem Dokument offenbarten Vorrichtung dar, wie zuvor erwähnt wurde.
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Jedoch soll die Vorrichtung der vorliegenden Erfindung
nicht durch das beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt sein,
das Projektile und Treibladungen zeigt, die die „speicherbaren Posten" aufweisen, noch
ist die Vorrichtung auf ähnliche
Anwendungen „militärischer
Art" beschränkt. Vielmehr erkennen
Fachleute sofort den Vorteil einer Verwendung der Vorrichtung, die
im folgenden ausführlicher offenbart
wird, in einer größeren Bandbreite
von Anwendungen. Somit soll die Vorrichtung der vorliegenden Erfindung
nicht durch das beschriebene Ausführungsbeispiel, sondern lediglich
durch den Schutzbereich der angehängten Patentansprüche und
ihrer Äquivalente,
umschrieben werden.
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Wie in der zuvor erwähnten US-Patentschrift 5,212,338,
deren Offenbarung ausdrücklich
durch Bezugnahme in das vorliegende Dokument aufgenommen ist, ausführlicher
beschrieben ist, können die
Magazine 52 und 54 jeweils vorzugsweise einen Rahmen
wie beispielsweise einen Rahmen 58 des Magazins 54 zum
Tragen einer Mehrzahl zweckgebundener Träger umfassen, beispielsweise
eines Trägers 60,
der durch einen Antriebszug 71 (siehe 5), der später ausführlicher erläutert wird,
entlang einer in 3 als 62 gezeigten
endlosen Serpentinenspur entlangbewegt wird. Der Magazinrahmen 58 kann
von einer geeigneten Abdeckung umschlossen sein, mit Ausnahme des
zu der axialen Beförderungseinrichtung 56 benachbarten
Abschnitts, nämlich
eines „Umkehr"-Abschnitts 64 des
Magazins 54.
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Ein Beispiel eines geeigneten Projektilträgers zur
Verwendung in dem Magazin 52 ist in der US-Patentschrift
5,175,388, deren Offenbarung durch Bezugnahme in das vorliegende
Dokument aufgenommen ist, ausführlich
beschrieben, während ein
Träger,
der zur Verwendung in dem Magazin 54 zum Handhaben von
modularisierten Treibladungen wie beispielsweise MAC-Modulen geeignet
ist, der in 2 gezeig te
ist und in einer separaten, gleichzeitig anhängigen Anmeldung mit dem Titel „Bucket
Carrier for Molded Solid Propellant Storage Magazine", Patentaktenzeichen
52-AR-2346, Seriennr. (noch nicht zugewiesen), die gleichzeitig
mit der vorliegenden Anmeldung eingereicht wird, deren Offenbarung
hiermit durch Bezugnahme in das vorliegende Dokument aufgenommen
ist, beschrieben. Wie in 2 zu
sehen ist, umfaßt
der Träger 60 ein
allgemein zylindrisches Gefäß 36,
das eine sich axial erstreckende Öffnung 38 mit beabstandeten
Umfangsreliefs 40 aufweist, um einander gegenüberliegende
biegsame „Finger" 42 zum
lösbaren
Aufnehmen von Posten, die eine zylindrische Form aufweist, beispielsweise MACS-Treibladungen 10,
zu definieren. Der in 2 gezeigte
verbesserte Träger 60 umfaßt vorteilhafterweise
axiale Barrierenbauglieder 44, um den Träger zum
Handhaben einzelner Treibladungen wie beispielsweise in 1 gezeigte geformte MAC-Ladungen 10,
in Fächer
zu unterteilen.
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Die axiale Beförderungseinrichtung 56,
die sich unter der Steuerung der Steuerung 66 befindet, die
ferner den Betrieb von selektiv betreibbaren Komponenten der Transfervorrichtung 50 synchronisiert, wie
nachstehend erläutert
wird, hält
zur richtigen Zeit an, so daß die
Projektil- oder Treibstoffmodule zum Zweck eines „Hochladungs"-Transfers ordnungsgemäß axial
positioniert sind.
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Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel
der Erfindung weist die Transfervorrichtung eine Transferkurbelwelle
und eine Torkurbelwelle auf, die beide benachbart zu dem Speicherort
und dem außerhalb
gelegenen Ort angeordnet sind. Wie hierin verkörpert ist und am besten in
den 5, 6 und 7 zu sehen
ist, weist jedes Magazin 52, 54 einen jeweiligen
Antriebsmotor und zugeordneten Antriebszug, beispielsweise den Antriebsmotor 70 und
den Antriebszug 71 für
das Magazin 54, auf, um die Träger zyklisch an einem Umkehrort
vorbeizuführen,
wo Treibladungsmodule oder Projektile transferiert werden sollen.
Wie ebenfalls hierin verkörpert
ist, weist jedes Magazin ferner eine zugeordnete Transferkurbelwelle
und Torkurbelwelle auf, wie in den Figuren gezeigt ist. Im einzelnen
nimmt der Treibstoffmagazinantriebsmotor 70 ein Zahnrad 72 in
Eingriff, was eine Bewegung der Träger 60 in dem Magazin über ein
Zahnrad 74 und eine Antriebskettenradgruppe 76 bewirkt,
und bewirkt, daß sich
ein Transfernocken 78 über
ein Zahnrad 80 dreht. Dann wieder bewegt sich eine gekoppelte
Transferkurbelwelle 82 auf schwingende Weise, während ein
Folger 82a eine Rille 78a in dem Transfernocken 78 nachverfolgt.
Das Projektilmagazin 52 weist einen identischen Satz von
Komponenten auf (die allgemein mit denselben Bezugszeichen benannt
sind, jedoch mit '),
die jedoch aus Gründen,
die sich aus der folgenden Erörterung
ergeben, an einem axial entgegengesetzten des Magazins 52 relativ
zu der Position an dem Treibstoffmagazin 54 angeordnet
sind.
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Wie am besten in 6 zu sehen ist, die Einzelheiten der
Komponenten für
das Magazin 54 zeigt, ist jede Transferkurbelwelle mechanisch
mit ihrer jeweiligen Torkurbelwelle gekoppelt. Der Treibstoffmagazintornocken 84 ist
an der Transferkurbelwelle 82 befestigt und bewegt sich
ebenfalls in einer Schwingungsbewegung. Der Folger 86a (siehe 7), der den Tornocken 84 in
Eingriff nimmt, bewirkt, daß sich eine
Winkelkurbel 86 auf mitschwingende Weise winkelmäßig hin-
und herbewegt, was eine Schwingungsbewegung der/einer Torkurbelwelle 88 bewirkt. Während an
der Torkurbelwelle für
jedes Magazin entsprechende Torelemente (z. B. Torelemente 112 für das Treibstoffmagazin 54)
angebracht sind, bewegen sich die Torelemente nicht unbedingt immer
mit der Torkurbelwelle, da sie lediglich bedingt zum Zweck einer
abhängigen
Drehung gekoppelt sind, wie später
beschrieben wird. Ferner erfordert die Transfervorrichtung der vorliegenden
Erfindung in ihrem breitesten Umfang nicht die Transferkurbelwelle oder
die Torkurbelwelle. Jedoch liefern diese Komponenten dem Transfersystem
dennoch wichtige Vorteile, wie ebenfalls unten erklärt wird.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung
umfaßt der
Transfermechanismus eine Antriebswelle, die in der Nähe des Speicherraums
und des außerhalb
gelegenen Orts positioniert ist, und ein oder mehrere Transferelemente,
die der Antriebswelle zugeordnet sind. Wie hierin verkörpert ist
und am besten in 7 zu
sehen ist, ist die Antriebswelle 90 mit gabelartigen Transferelementen 92,
die in einer axial beabstandeten Beziehung an derselben angebracht
sind (wobei der Deutlichkeit halber lediglich eines gezeigt ist) durch
entsprechende Lager 96 an einer Rahmenstruktur 94 angebracht,
um benachbarte Umkehrpositionen 64 und 64' beider Magazine
zu sein. Die Treibstoffmagazintransferkurbelwelle 82 und
die Projektilmagazintransferkurbelwelle 82', die von entgegengesetzten axialen
Enden der Antriebswelle 90 beabstandet gezeigt sind, bewegen
sich, wie zuvor beschrieben wurde, immer dann in einer Schwingungsbewegung,
wenn der jeweilige Magazinträgerantriebszug 71 oder 71' durch den jeweiligen
Magazinantriebsmotor 70 oder 70' angetrieben wird. Die Antriebswelle 90 und
die beiden Kurbelwellen sind aus Gründen, die noch offensichtlich
werden, koaxial angeordnet. Die Treibstoffmagazintransferkurbelwelle 82 ist
zum Zweck einer Drehung durch Lager 98 an der Rahmenstruktur 94 angebracht,
während
die Projektilmagazintransferkurbelwelle 82' auf ähnliche Weise durch Lager 98' an dem Projektilstrukturrahmen 94 angebracht
ist. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel
ist die Rahmenstruktur 94, an der die Antriebswelle 90 und
beide Magazintransferkurbelwellen 82 und 82' angebracht
sind, an beiden Rahmen 58 und 58' befestigt, kann jedoch auch eine
alleinstehende Struktur sein. Alternativ können die Kurbelwelle 90 und
die Transferkurbelwelle(n) 82 und/oder 82' direkt in einen
oder beide Rahmen 85 und 85' integriert sein.
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Vorzugsweise ist die Antriebswelle 90 lediglich
mit einer der Transferkurbelwellen bedingt gekoppelt, wobei eine
Standardposition entkoppelt ist. Dieses bedingte Koppeln wird durch
einen in 7 allgemein
mit 118 bezeichneten Transferwellenkopplungsmechanismus
bewerkstelligt, der ein lineares Betätigungsglied 100 umfaßt, das
ein Paar von miteinander verbundenen Mitnehmerkeilen 102, 102' in einer der
drei Positionen positioniert. Das Betätigungsglied 100 umfaßt einen
Stator 104, der an der Antriebswelle und dem Anker 106 befestigt
ist, die bzw. der das Paar von Mitnehmerkeilen 102, 102' bewegt. Die
Standardposition ist die in 7 gezeigte, bei
der sich der Anker in einer mittleren Position befindet und keine
Transferkurbelwelle in Eingriff genommen ist. Bei den anderen beiden
Positionen sind die Keile 102, 102' in der axialen Richtung entweder nach
links (wobei sie die Treibstofftransferkurbelwelle 82 mit
der Antriebswelle 90 koppeln) oder nach rechts (wobei sie
die Projektiltransferkurbelwelle 82' durch das Betätigungsglied 100 mit
der Antriebswelle 90 koppeln) vorgespannt. Bei einer Kopplung
mit einer Transferkurbelwelle dreht sich die gesamte Baugruppe der
Antriebswelle 90, des linearen Betätigungsgliedstators 104 und
des Ankers 106 mit den miteinander verbundenen Keilen 102, 102' synchron mit
der Transferkurbelwelle.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung
umfaßt die
Transfervorrichtung vorzugsweise ferner einen Nocken, der bezüglich der
Drehbewegung der Antriebswelle feststehend ist, zum Zurückhalten
der Antriebswelle, wenn die Antriebswelle von beiden Transferkurbelwellen
entkoppelt ist. Wie hierin verkörpert
ist und am besten in 7 und 7A zu sehen ist, befindet
sich ein an dem Keil 102 befestigter Folger 102a in
der mittleren Position, wenn die Antriebswelle 90 mit keiner
der Transferkurbelwellen 82 oder 82' gekoppelt ist, in einem mittigen
Schlitz 108 des feststehenden Nockens 110, wie
durch den durchgezogenen Kreis im Schnitt 7A-7A der 7 gezeigt ist. Der Folger 102a und
der Nocken 110 kooperieren, um zwei Funktionen zu erfüllen. Die
erste Funktion besteht darin, die Antriebswelle 90 in der
mittleren, standardmäßigen Position
indexiert zu halten. Die zweite Funktion besteht darin, zu gewährleisten,
daß, nachdem
eine Kurbelwelle (z. B. Transferkurbelwelle 82') in Eingriff
genommen wurde und die Baugruppe begonnen hat, sich zu drehen, der
jeweilige Keil (z. B. Keil 102') den gesamten Zyklus lang in Eingriff
genommen bleibt, wie durch den gestrichelten Kreis und die gestrichelte
Spur in 7A gezeigt ist.
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Jedes gabelartige Transferelement 92 umfaßt ein proximales
Ende 92a und ein distales Ende 92b. Das distale
Ende 92b umfaßt
ferner einen gekrümmten
Abschnitt 92c, um der zylindrischen Form des Projektils
oder der Treibladung zu entsprechen, und vorzugsweise eine Rollenanordnung 92d,
um das Projektil oder die Treibladung in Eingriff zu nehmen. Das
proximale Ende 92a jeder Gabel 92 ist in einer
Muffenform konfiguriert, um eine Gleitpassung über die Antriebswelle 90 zu
liefern. Die Transfergabeln 92 drehen sich jedoch nicht
unbedingt mit der Antriebswelle 90 oder schwingen nicht
unbedingt mit derselben, da sie nur bedingt mit der Antriebswelle 90 gekoppelt
sind, wie nun beschrieben wird.
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Die Hauptbauelemente in der Transfervorrichtung,
die die Projektile und Treibladungen zwischen der axialen Beförderungseinrichtung 56 und den
Speichermagazinen 52, 54 physisch bewegen, sind
die Gabeln 92 und Auswahltore 112, 112' (wobei für jedes
Magazin separate Tore vorgesehen sind). Ihre Antriebsleistung leitet
sich von den Magazinantrieben selbst an, ihr Betrieb wird jedoch
durch elektrische Signale, die durch die Steuerung 66 befohlen werden,
gesteuert. Die vorherige Erörterung
veranschaulicht, wie bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel Leistung zu
der Antriebswelle 90 und zu den Torkurbelwellen 88 und 88' gebracht wird.
Nun muß nur
noch beschrieben werden, wie die Gabeln 92 und die Auswahltore 112, 112' mit der jeweiligen
Welle bedingt gekoppelt oder „gekuppelt" sind. Im Prinzip ist
der Kupplungsentwurf sowohl für
die Gabeln als auch für
die Tore identisch. Bei der Anwendung ist die relative Größe der Komponenten
unterschiedlich, um der Tatsache Rechnung zu tragen, daß die mechanischen
Kräfte,
die beim Betrieb der Gabeln 90 einwirken, allgemein größer sind
als die mit den Auswahltoren 112, 112' zusammenhängenden
Kräfte.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung
umfaßt die
Transfervorrichtung ferner einen Transferelementkopplungsmechanismus
zum selektiven Koppeln des Transferelements mit der Antriebswelle
zum Zweck einer abhängigen
Drehung zwischen einer Speicherraumposition und dem außerhalb
gelegenen Ort, wenn es sich in der gekoppelten Position befindet.
Gemäß der vorliegenden
Erfindung umfaßt
die Transfervorrichtung vorzugsweise ferner einen Torelementkopplungsmechanismus
zum selektiven Koppeln der Torelemente mit der jeweiligen Torkurbelwelle
zum Zweck einer abhängigen
Drehung. Wie hierin verkörpert
ist, umfaßt
die Vorrichtung 50 unter Bezugnahme auf 8 und 9 einen
allgemein bei 114 angegebenen Transferelementkopplungsmechanismus
für jedes
getrennte Gabeltransferelement 92 (wobei in 4 vier gezeigt sind), und
separate Torelementkopplungsmechanismen 116 für jedes
der vier Torelemente 112, die an der Treibstoffmagazintorkurbelwelle 88 angebracht
sind. Während
der Deutlichkeit halber gemäß der vorliegenden
Erfindung in 4 lediglich
vier Transferelemente gezeigt sind, müßte eine Transfervorrichtung,
die die in 2 gezeigten
sieben Fachträger 60 verwendet, zumindest
7 Gabelelemente 92 verwenden; es könnten jedoch für jedes
Fach zwei oder mehr Gabeln 90 verwendet werden. Wie Fachleute
erkennen werden, werden alle Torelementkopplungsmechanismen 116' für die Projektilmagazintorelemente 112' in der Regel übereinstimmend
aktiviert, da lediglich ein einziges längliches Projektil an einen/von
einem Träger
in dem Magazin 52 transferiert wird. Daher ist in dem Steuerdiagramm
der 4 lediglich ein
einziges Torelement 112' gezeigt,
jedes Torelement 112' ist
jedoch mit einem separaten Kopplungsmechanismus 116' ausgestattet.
Jedoch muß die
Anzahl der Torelemente 112' und
somit der Kopplungsmechanismen 116' nicht gleich der Anzahl von Gabeltransferelementen 92 sein,
falls immer ein einziges längliches Projektil
an das/von dem Magazin 52 transferiert wird.
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Unter Bezugnahme zunächst auf 8 umfaßt der Transferelementkopplungsmechanismus 114 die
Antriebswelle 90, auf der die Gabeln 92 durch eine
Gleitpassung an Ort und Stelle gehalten werden (in zwei Dimensionen,
axial und radial), wobei sie mit einem quer verlaufenden Sackloch 120 versehen sind,
in dem eine Eingriffsfeder 122 und ein Eingriffskeil 124 installiert
sind. Durch die Stützstruktur 94 sind
ein Entkopplungskolben 126 und ein zugeordnetes lineares
Betätigungsglied 128,
die ebenfalls Teil des Kopplungsmechanismus 114 sind, angeordnet. Das
lineare Betätigungsglied 128 ist
ein Solenoidtyp, bei dem sich der Anker frei verschieben kann (in 8 nach oben und unten),
wenn er nicht mit Energie versorgt wird, und in dem Stator 128a (nach oben)
gezogen wird, wenn er mit Energie versorgt wird. Der Kolben 126 ist
mit einem Anker 130 des linearen Betätigungsglieds 128 verbunden
und ist durch eine Entkopplungsfeder 132 in der Abwärtsrichtung
federbelastet. Die Entkopplungs- und die Ineingriffnahmefedern 132 bzw. 122 sind
so bemessen, daß,
wenn ein lineares Betätigungsglied 128 nicht
mit Energie versorgt wird, der Kolben 126 nach unten gedrückt wird,
und falls eine Apertur 134 vom Schlitztyp in dem Muffenende 92a ausgerichtet
ist, der Kolben 126 in die Apertur 134 eingeführt wird,
wie in 8 gezeigt ist.
Wenn der Kolben 126 in den Schlitz 134 eingeführt ist,
wird die Gabel 92 von einem Drehen zusammen mit der Antriebswelle 90 abgehalten,
wie in 8A gezeigt ist.
In diesem Fall wird der Keil 124 durch den Entkopplungskolben 126 aus
dem Schlitz 134 herausgehalten, während die Antriebswelle 90 ihre
Schwingungsbewegung durchläuft.
Der Keil 124 läuft
dann auf dem Innendurchmesser des Gabelmuffenabschnitts 92a.
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Wenn ein Transfer gewünscht wird,
der eine bestimmte Gabel erfordert, beispielsweise die in 8 gezeigte Gabel, wird durch
die Steuerung 66 ein Steuersignal an das lineare Betätigungsglied 128 geliefert,
derart, daß der
Anker 130 den Kolben 126 (nach oben) aus der Schlitzapertur 134 in
dem Gabelmuffenabschnitt 92a herauszieht. Dies wird zeitlich
so eingestellt, daß es
stattfindet, wenn sich die An triebswelle in der in 8B gezeigten Position befindet. Der federbelastete
Keil 124 bewegt sich dann (nach oben) in den Schlitz 134,
wobei er die Gabel 92 mit der Antriebswelle 90 koppelt,
wie in 8B gezeigt ist.
Ruf die nächste
zyklische Bewegung der Antriebswelle 90 hin dreht sich
die Gabel 92 zusammen mit derselben, wie in 8C gezeigt ist. Selbst wenn das
lineare Betätigungsglied 128 irgendwann
zwischen den Endpunkten des Schwingungszyklus der Antriebswelle 90 nicht
mit Energie versorgt wird, wird die Schwingungsbewegung der Gabel 92 abgeschlossen,
während
der Kolben 126 auf dem Außendurchmesser des Muffenabschnitts 92a läuft, bis
eine Ausrichtung zwischen der Schlitzapertur 134 und dem
Keil 124 erfolgt.
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9 zeigt
schematisch einen repräsentativen
Auswahltorkopplungsmechanismus aus dem bevorzugten Ausführungsbeispiel.
Wie bei den Gabelelementen weist das Tor 112 ein proximales
Ende 140 vom Muffentyp auf, das eine Gleitpassung über die Torkurbelwelle 88 liefert,
wobei der distale Abschnitt 142 in bezug auf seine Kontur
ausgelegt ist, um eine Treibladung oder ein Projektil in Eingriff
zu nehmen (ein Diagramm des MACS-Moduls 10, gestrichelt dargestellt),
wobei er vorzugsweise eine Rolle 144 umfaßt. Die
Torkurbelwelle 88 umfaßt
eine blinde Aussparung 146, einen Keil 148 und
eine Vorspannfeder 150, während an dem Treibstoffmagazinrahmen 58 ein
lineares Betätigungsglied 152 mit
einem Anker 154 angebracht ist, der mit einem Entkopplungskolben 156 verbunden
ist, der durch eine Feder 158 (nach oben) vorgespannt ist.
Fachleute erkennen ohne weiteres, daß in der Standardposition, wenn
dem Betätigungsglied 152 keine
Leistung zugeführt
wird, die Feder 158 die Keilfeder 150 übersteuert,
und der Kolben 156 eine Schlitzapertur 160 in
Eingriff nimmt, was eine abhängige
Drehbewegung des Tors 112 mit der schwingenden Torkurbelwelle 88 verhindert,
wie in 9 gezeigt ist.
Auf eine Aktivierung mittels eines Signals von der Steuerung 66 hin würde das
Betätigungsglied 152 bewirken,
daß sich der
Kolben 156 aus der Schlitzapertur 160 zurückzieht,
was es dem Keil 148 erlauben würde, den Schlitz 160 in
Eingriff zu nehmen und das Tor 112 zum Zweck einer abhängigen Schwingungsdrehung mit
der Torkurbelwelle 88 zu koppeln.
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Da jede Transfergabel und jedes Auswahltor ein
lineares Betätigungsglied,
einen federbelasteten Entkopplungskolben und einen federbelasteten
Keil aufweist, ist es möglich,
eine oder mehrere Treibladungen einzeln auszuwählen, die entweder in eine beliebige
Position in dem in 2 gezeigten
Magazinträger 60 eingeführt oder
aus derselben entfernt werden sollen; oder ein Projektil auszuwählen, das
in den (nicht unterteilten) Träger
in dem Projektilmagazin 52 eingeführt oder aus demselben entfernt
werden soll.
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Im Betrieb wird der richtige (leere)
Träger
der Transfervorrichtung präsentiert,
indem die Träger durch
den serpentinenartigen Magazinweg zirkuliert werden, bis der richtige
Träger
während
des Hochladens an der jeweiligen Umkehrposition 64 oder 64' ankommt. Lediglich
ausgewählte
Transfergabeln 92 und Tore 112 oder 112' bewegen sich
innerhalb einer korrekten Zeitgebung mit dem jeweiligen Träger, derart,
daß die
Munition von der axialen Beförderungseinrichtung 56 lateral
in diesen Träger
transferiert wird. Während
eines Herunterladens wird der Träger mit
der gewünschten
Munition der Transfervorrichtung präsentiert. Wiederum bewegen
sich nur ausgewählte
der Transfergabeln 92 und Tore 112 oder 112' innerhalb einer
korrekten Zeitgebung mit dem Träger, derart,
daß die
Munition von dem Träger
lateral auf eine axiale Beförderungseinrichtung 56 transferiert wird.
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Um den lateralen Transfer von Treibladungen,
beispielsweise MACS-Modulen 10, zwischen der axialen Beförderungseinrichtung 56 und
dem Magazin 54 zu steuern, umfaßt der Transfermechanismus
eine Transfergabel 92 und ein Auswahltor 112 für jeden
MACS-Raum in dem MRCS-Träger.
Alle Gabeln (und Tore) agieren in Übereinstimmung miteinander,
sie wenn ein vollständiges
Komplement von MACS transferieren, und lediglich die notwendige
Anzahl von Gabeln (und Toren) agiert, um eine Teilladung von MACS
zu transferieren. Die Transfervorrichtung 50 verwendet „permanente" Antriebszüge und mechanische
Verbindungen, die durch die Antriebsnocken und Verknüpfungen
bereitgestellt werden, um die Bewegung der jeweiligen Transferkurbelwellen
und Torkurbelwellen jedes Magazins zu koordinieren.
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Die korrekte Zeitgebung der Gabeln
und Tore bezüglich
der Magazine wird durch die Kombination permanenter mechanischer
Kopplungen, die durch die voreingestellten Zahnradzüge bereitgestellt
werden, und der bedingten mechanischen Kopplungen oder „Auswahlkupplungen", die durch die Steuerung 66 diktiert
werden, wie in 4 gezeigt
ist, bewerkstelligt. Die Antriebsmotoren 70' und 70 für die Projektil- und MACS-Magazine 52 bzw. 54 sind
voneinander unabhängig.
Während
beispielsweise der MACS-Magazinantriebsmotor 70 die MACS-Träger 60 bewegt,
dreht er auch den MACS-Transfernocken 78.
Der MACS-Transfernocken 78 bewirkt, daß die MACS-Transferkurbelwelle 82 einen
Winkelsektor zyklisch durchläuft.
Da der MACS-Tornocken 84 starr an der Transferkurbelwelle 82 befestigt
ist, durchläuft er
ferner auf zyklische Weise den Winkelsektor. Die Bewegung des MRCS-Tornockens bewirkt,
daß sich die
MACS-Winkelkurbel 86 hin- und herdreht und dabei der MACS-Torkurbelwelle 88 eine
Schwingungsdrehbewegung verleiht. Auf ähnliche Weise bewirkt ein Antreiben
der Träger
in dem Projektilmagazin 52 eine Bewegung der jeweiligen
Transfervorrichtungskomponenten, die dem Projektilmagazin zugeordnet sind.
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Ein Transfer wird dadurch bewerkstelligt, daß die Steuerung 66 folgendes
bereitstellt:
- 1. ein Steuersignal an das Betätigungsglied 100 des
Transferwellenkopplungsmechanismus 118, um auszuwählen, in
welche (oder aus welchen) Magazinmunitionen transferiert werden
soll. Dieses Signal bewirkt das Koppeln der ausgewählten Transferkurbelwelle
(82 oder 82')
mit der Gabelantriebswelle 90.
- 2. Steuersignale an ausgewählte
der Betätigungsglieder 128 des
Transferelementkopplungsmechanismus 114, um die ausgewählte(n)
Gabel(n) 92 mit der Antriebswelle 90 zu koppeln.
- 3. Steuersignale an ausgewählte
Betätigungsglieder 152 oder 152' der jeweiligen
Torelementkopplungsmechanismen (116 oder 116'), um das bzw. die
ausgewählte(n)
Tor(e) mit der jeweiligen Torkurbelwelle (88 oder 88') zu koppeln.
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Während
dann der Träger
in die richtige Position kommt, bewirkt bzw. bewirken das bzw. die ausgewählte(n)
Tor(e) und Transfergabel(n) den lateralen Transfer von Munitionen
auf die in der bekannten Patentschrift Nr. 5,212,338 beschriebene
Weise. Wie zuvor erwähnt
wurde und für
Fachleute verständlich
ist, kann die Steuerung 66 auch verwendet werden, um die
Beförderungseinrichtung 56 zu
steuern, beispielsweise durch eine Positionsrückkopplungssteuerung, um dem
gesamten Transferprozeß eine
verstärkte
Koordination zu liefern.
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Fachleuten wird einleuchten, daß an der
Vorrichtung der vorliegenden Erfindung verschiedene Modifikationen
und Variationen vorgenommen werden können, ohne von der Wesensart
der Erfindung abzuweichen. Beispielsweise könnte ein oder mehrere keilförmige Nockenelemente
an dem Magazinrahmen oder an den Gehäusen angebracht sein, um einen
MAC-Modultransfer
an die Gefäßträger 60 für Fälle einer
leichten axialen Fehlausrichtung zwischen den MACs an der axialen
Beförderungseinrichtung 56 und
den Speicherpositionen in dem Gefäßträger 60 zu unterstützen. Alternativ
könnte
die Nockenelemente an den Vorderkanten der Beabstandungselemente 44 in
den Gefäßträgern 60 befestigt
sein. Somit ist beabsichtigt, daß die vorliegende Erfindung
so ausgelegt wird, daß auch
Modifikationen und Variationen derselben abgedeckt sind, vorausgesetzt,
daß sie
in den Schutzbereich der beigefügten
Patentansprüche
und ihrer Äquivalente
fallen.