EP0269560A1 - Beschleunigungseinrichtung für eine Ladevorrichtung eines Geschützes - Google Patents

Beschleunigungseinrichtung für eine Ladevorrichtung eines Geschützes Download PDF

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EP0269560A1
EP0269560A1 EP19870810521 EP87810521A EP0269560A1 EP 0269560 A1 EP0269560 A1 EP 0269560A1 EP 19870810521 EP19870810521 EP 19870810521 EP 87810521 A EP87810521 A EP 87810521A EP 0269560 A1 EP0269560 A1 EP 0269560A1
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F41—WEAPONS
    • F41A—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS COMMON TO BOTH SMALLARMS AND ORDNANCE, e.g. CANNONS; MOUNTINGS FOR SMALLARMS OR ORDNANCE
    • F41A9/00—Feeding or loading of ammunition; Magazines; Guiding means for the extracting of cartridges
    • F41A9/38—Loading arrangements, i.e. for bringing the ammunition into the firing position
    • F41A9/39—Ramming arrangements
    • F41A9/42—Rammers separate from breech-block
    • F41A9/44—Fluid-operated piston rammers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F41—WEAPONS
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    • F41A9/00—Feeding or loading of ammunition; Magazines; Guiding means for the extracting of cartridges
    • F41A9/50—External power or control systems

Definitions

  • An accelerating device is known from the FH77B field howitzer from Bofors.
  • the projectile is partially swung into a tube on a shell with the closure open and then pushed into the tube by the acceleration device.
  • the acceleration device comprises a hydraulic cylinder which is displaceable on a permanently mounted, continuous piston rod and which can be pivoted about the cylinder axis and carries a trough on one arm for filling the load. During the forward stroke of the cylinder, the projectile is rammed into the tube through the front end of the trough.
  • This known acceleration device requires a relatively large amount of space in the pipe axis direction behind the pipe end.
  • the rear pipe end must therefore be arranged relatively high from the ground in order to enable large elevations. This is disadvantageous for the stability of the gun as well as for camouflage and armor.
  • the object of the invention is to eliminate these disadvantages. This object is achieved with the characterizing features of claim 1.
  • Fig. 1 the rear end of a gun barrel 50 and a loading device 51 is shown schematically.
  • a chamber 54 for the load and in front of it the barrel 52 of the tube is arranged.
  • a projectile 56 to be loaded is placed on a carriage 58.
  • the carriage 58 is guided on a guide 64 by means of rollers 62.
  • the carriage 58 is moved via an arm 60 by a hydraulic cylinder unit 2 arranged below the carriage, in which the piston rod 8 is bare protrudes from the cylinder 4 on one side.
  • the overall length of the loading device 51 corresponds approximately to the floor length.
  • the carriage 58 is strongly accelerated by the unit 2 over the relatively short distance d 1. Then the projectile 56 flies over the distance d2 in free flight and finally gets stuck in the barrel 52 of the tube. Large forces are required to accelerate. In order to avoid the risk of kinking of the piston rod 8, it is subjected to tension during the acceleration phase.
  • Fig. 2 shows the cylinder unit 4 with the associated control device.
  • a coaxial tube 10 is fastened, on which the piston 6 designed as an annular piston is guided in a sealing manner.
  • the interior 11 of the tube 10 communicates with a connection 12 for pressure fluid.
  • the piston 6 is axially displaceable relative to the piston rod 8 between two stops 13, 14.
  • a flange 16 is connected to the piston rod 8.
  • the flange 16 adjacent the end of the rod 8 slides with play in a cylindrical bore 17 of the piston 6.
  • a cylindrical shoulder 18 of the piston rod 8 penetrates into a bore 19 of the piston 6 with little play.
  • the piston rod 8 has a joint 61 at the free end for connection to the arm 60. In order to obtain a very small diameter, it has a bore 22, the diameter of which is larger than the outside diameter of the tube 10. Adjacent to the free end is in the Piston rod 8 is fastened by means of a pin 23 to a coaxial plunger 24 projecting into the tube 10. The cylinder chamber 21 communicates with a rod-side connection 25 of the cylinder 4.
  • the bore 22 of the piston rod 8 can be made with little play to the tube 10.
  • the plunger 24 and the pin 23 are omitted in this embodiment.
  • a cam 26 is connected to the piston rod 8 and actuates a limit switch 27.
  • the limit switch 27 is connected to the reset input R of a flip-flop 28.
  • the piston-side cylinder chamber 29 is connected to the atmosphere via a connection 30 and an air filter 31.
  • a plate spring assembly 32 rests on the cylinder base 9. This is held in place with a snap ring 33 and is used to brake the piston 6 in its retracted end position.
  • connection 25 is connected to a high-pressure accumulator 37 via a short line 35 of large diameter and a pilot-controlled check valve 36.
  • the valve 36 has an adjustable mechanical opening stroke limitation 38 and is controlled by a solenoid valve 39, which in turn is actuated by the flip-flop 28.
  • the accumulator 37 is connected to a pressure oil source P via a feed line 40 and a further solenoid valve 41. In its other switching position, the valve 41 connects the pressure oil source P to the connection 12 via a line 42.
  • the lines 40 and 42 are connected to one another via a check valve 43.
  • a branch line 44 leads from line 35 via a further solenoid valve 45 to a return R.
  • the described acceleration device works as follows: in the initial position shown, the piston 6 is at its right stop and the flange 16 is against the stop 14. The piston rod 8 is therefore fully extended.
  • the valve 39 is switched by a pulse to the set input S of the flip-flop 28, so that the pilot pressure opens the valve 36 up to the value set with the stroke limitation 38 in accordance with the projectile weight and / or the pipe elevation .
  • the contents of the memory 37 are thus discharged into the cylinder space 21.
  • the piston 6 is moved to the left accelerates and pulls the piston rod 8 along with the stop 14 and the flange 16, so that the slide 58 is accelerated.
  • the oil displaced by the plunger 24 in the space 11 is returned to the accumulator 37 via the check valve 43.
  • the piston 6 is braked at the end of the stroke by the plate springs 32. Since it has a relatively small mass, its braking distance can be measured briefly. As soon as the piston rod 8 has reached the position in which the piston 6 strikes the plate springs 32, the solenoid valve 39 is switched, since the limit switch 27 was actuated by the cam 26 shortly before. The valve 36 thus closes, and no more oil flows into the cylinder from the reservoir 37.
  • the piston rod 8 Due to the inertia of the carriage 58, the piston rod 8 still moves further to the left. The oil volume thus displaced is conveyed back into the reservoir 37 through the connection 25. The pressure of the oil flowing back must be somewhat higher than the pressure in the reservoir in order to be able to open the valve 36. Thus, the accumulator pressure acts as a braking pressure on the differential area between piston rod 8 and piston 24.
  • valve 45 is opened and the valve 41 is switched over.
  • the plunger 24 now pushes the piston rod 8 to the right.
  • the valve 45 is switched off and the valve 41 is switched back to the basic position shown, in which it charges the accumulator 37 via the line 40.
  • hydraulic end position damping for the piston rod is made possible, despite the fact that the piston side of the cylinder 4 is connected to the atmosphere.
  • the braking energy can be recuperated in that the oil displaced during braking can be introduced into the memory.

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Abstract

Die Ladevorrichtung (51) umfasst einen Schlitten (58) zur Aufnahme eines Geschosses (56) und ein Hydraulik-Zylinderaggregat (2). Der Schlitten (58) wird durch das Aggregat (2) über eine kurze Strecke (d1) beschleunigt, worauf das Geschoss (56) im freien Flug in den Lauf (52) des Geschützrohres eindringt. Um die Baulänge der Ladevorrichtung (51) kurz zu halten, ist das Aggregat (2) unterhalb des Schlittens (58) angeordnet. Die Kolbenstange (8) ragt bloss einseitig aus dem Zylinder (4) und ist während der Beschleunigung auf Zug belastet. Der Kolben des Aggregates (2) ist gegenüber der Kolbenstange (8) begrenzt axial verschiebbar. Dadurch wird eine hydraulische Endlagendämpfung ermöglicht, trotzdem der Kolben einseitig mit atmosphärischer Luft beaufschlagt ist. Ausserdem kann durch diese Ausbildung die Bremsenergie rekuperiert werden.

Description

  • Eine Beschleunigungseinrichtung gemäss Oberbegriff des An­spruchs 1 ist von der Feldhaubitze FH77B von Bofors bekannt. Bei dieser bekannten Ausführung wird das Geschoss auf einer Schale bei geöffnetem Verschluss teilweise ins Rohr einge­schwenkt und anschliessend durch die Beschleunigungseinrich­tung ins Rohr eingeschoben. Die Beschleunigungseinrichtung umfasst einen auf einer fest montierten, durchgehenden Kol­benstange verschiebbaren Hydraulikzylinder, der um die Zylin­derachse schwenkbar ist und an einem Arm eine Wanne für das Einfüllen der Ladung trägt. Beim Vorwärtshub des Zylinders wird das Geschoss durch das vordere Ende der Wanne ins Rohr gerammt.
  • Diese bekannte Beschleunigungseinrichtung erfordert hinter dem Rohrende relativ viel Raum in Rohrachsrichtung. Das hin­tere Rohrende muss deshalb relativ hoch ab Boden angeordnet werden, um auch grosse Elevationen zu ermöglichen. Dies ist sowohl für die Standfestigkeit des Geschützes als auch für die Tarnung und Panzerung nachteilig.
  • Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, diese Nachteile zu beseitigen. Diese Aufgabe wird mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
  • Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung an­hand beiliegender Zeichnung erläutert. Darin zeigt:
    • Fig. 1 eine Ladevorrichtung mit einer Beschleunigungsein­richtung, und
    • Fig. 2 eine Beschleunigungseinrichtung.
  • In Fig. 1 ist schematisch das hintere Ende eines Geschütz rohres 50 und eine Ladevorrichtung 51 dargestellt. Im Rohr 50 ist hinten eine Kammer 54 für die Ladung und davor der Lauf 52 des Rohres angeordnet. Hinter dem Rohr ist ein zu ladendes Geschoss 56 auf einen Schlitten 58 aufgelegt. Der Schlitten 58 ist mittels Rollen 62 auf einer Führung 64 geführt. Ueber einen Arm 60 wird der Schlitten 58 durch ein unterhalb des Schlittens angeordnetes Hydraulikzylinder­aggregat 2 bewegt, bei welchem die Kolbenstange 8 bloss einseitig aus dem Zylinder 4 ragt. Durch diese Anordnung entspricht die Baulänge der Ladevorrichtung 51 etwa der Geschosslänge.
  • Zum Einführen des Geschosses 56 in das Rohr 50 wird der Schlitten 58 durch das Aggregat 2 über die relativ kurze Distanz d₁ stark beschleunigt. Anschliessend fliegt das Geschoss 56 über die Distanz d₂ im freien Flug und bleibt schliesslich im Lauf 52 des Rohres stecken. Zur Beschleu­nigung sind grosse Kräfte erforderlich. Um dabei die Knick­gefahr der Kolbenstange 8 zu vermeiden, ist diese während der Beschleunigungsphase auf Zug beansprucht.
  • Fig. 2 zeigt das Zylinderaggregat 4 mit der zugehörigen Steuereinrichtung. Am Boden 9 des Zylinders 4 ist ein ko­axiales Rohr 10 befestigt, auf welchem der als Ringkolben ausgebildete Kolben 6 abdichtend geführt ist. Der Innenraum 11 des Rohres 10 kommuniziert mit einem Anschluss 12 für Druckflüssigkeit. Der Kolben 6 ist gegenüber der Kolben­stange 8 zwischen zwei Anschlägen 13, 14 axial verschiebbar. Dazu ist mit der Kolbenstange 8 ein Flansch 16 verbunden. Der Flansch 16 benachbart dem Ende der Stange 8 gleitet mit Spiel in einer zylindrischen Bohrung 17 des Kolbens 6. Vor dem Anschlagen des Flansches 16 an den Anschlag 13 dringt ein zylindrischer Ansatz 18 der Kolbenstange 8 mit geringem Spiel in eine Bohrung 19 des Kolbens 6.
  • Die Kolbenstange 8 hat am freien Ende ein Gelenk 61 zum Anschluss an den Arm 60. Um sehr geringe Abmessung im Durch­messer zu erhalten, hat sie eine Bohrung 22, deren Durchmes­ser grösser ist als der Aussendurchmesser des Rohres 10. Benachbart dem freien Ende ist in der Kolbenstange 8 mittels eines Stiftes 23 ein ins Rohr 10 ragender koaxialer Plunger­kolben 24 befestigt. Der Zylinderraum 21 kommuniziert mit einem stangenseitigen Anschluss 25 des Zylinders 4.
  • Für etwas grössere Abmessungen kann die Bohrung 22 der Kolbenstange 8 mit geringem Spiel zum Rohr 10 ausgeführt werden. Der Plungerkolben 24 und der Stift 23 entfallen bei dieser Ausführung. Eine Dichtung am vorderen Ende in der Bohrung 22 der Kolbenstange 8, die auf dem Rohr 10 läuft, dichtet diese Zylinderpartie. Mit der Kolbenstange 8 ist ein Nocken 26 verbunden, der einen Endschalter 27 betätigt. Der Endschalter 27 ist mit dem Reset-Eingang R eines Flipp-­Flopps 28 verbunden.
  • Der kolbenseitige Zylinderraum 29 ist über einen Anschluss 30 und ein Luftfilter 31 mit der Atmosphäre verbunden. Am Zylinderboden 9 liegt ein Tellerfederpaket 32 an. Dieses ist mit einem Sprengring 33 in seiner Lage gehalten und dient zum Abbremsen des Kolbens 6 in seiner eingefahrenen Endlage.
  • Der Anschluss 25 ist über eine kurze Leitung 35 grossen Durchmessers und ein pilotgesteuertes Rückschlagventil 36 mit einem Hochdruck-Speicher 37 verbunden. Das Ventil 36 hat eine einstellbare mechanische Oeffnungshubbegrenzung 38 und wird über ein Solenoidventil 39 angesteuert, das seiner­seits durch den Flipp-Flopp 28 betätigt wird. Der Speicher 37 ist über eine Speiseleitung 40 und ein weiteres Solenoid­ventil 41 mit einer Druckölquelle P verbunden. Das Ventil 41 verbindet in seiner anderen Schaltstellung die Druckölquelle P über eine Leitung 42 mit dem Anschluss 12. Die Leitungen 40 und 42 sind über ein Rückschlagventil 43 miteinander ver­bunden. Von der Leitung 35 führt eine Zweigleitung 44 über ein weiteres Solenoidventil 45 zu einem Rücklauf R.
  • Im Betrieb arbeitet die beschriebene Beschleunigungsvorrich­tung wie folgt: In der dargestellten Ausgangsstellung ist der Kolben 6 an seinem rechten Anschlag und der Flansch 16 liegt am Anschlag 14 an. Die Kolbenstange 8 ist also voll ausgefahren. Zum Beschleunigen des Geschosses 56 wird das Ventil 39 durch einen Impuls auf den Set-Eingang S des Flipp-Flopps 28 umgeschaltet, so dass der Pilotdruck das Ventil 36 bis zu dem mit der Hubbegrenzung 38 entsprechend dem Geschossgewicht und/oder der Rohrelevation eingestellten Wert öffnet. Damit entlädt sich der Inhalt des Speichers 37 in den Zylinderraum 21. Der Kolben 6 wird nach links be­ schleunigt und zieht über den Anschlag 14 und den Flansch 16 die Kolbenstange 8 mit, so dass der Schlitten 58 be­schleunigt wird. Das vom Plungerkolben 24 im Raum 11 ver­drängte Oel wird über das Rückschlagventil 43 in den Spei­cher 37 zurückgeführt.
  • Der Kolben 6 wird am Hubende durch die Tellerfedern 32 ge­bremst. Da er eine relativ geringe Masse hat, kann sein Bremsweg kurz bemessen werden. Sobald die Kolbenstange 8 die Lage erreicht hat, bei der der Kolben 6 auf die Teller­federn 32 auftrifft, wird das Solenoidventil 39 geschaltet, da kurz vorher der Endschalter 27 durch den Nocken 26 betätigt wurde. Damit schliesst das Ventil 36, und aus dem Speicher 37 fliesst kein Oel mehr in den Zylinder.
  • Durch die Trägheit des Schlittens 58 verschiebt sich die Kolbenstange 8 trotzdem weiter nach links. Das dadurch ver­drängte Oelvolumen wird durch den Anschluss 25 in den Speicher 37 zurückgefördert. Der Druck des zurückströmenden Oeles muss etwas höher sein als der Druck im Speicher, um das Ventil 36 aufstossen zu können. Damit wirkt also der Speicherdruck als Bremsdruck auf der Differenzfläche von Kolbenstange 8 und Kolben 24.
  • Damit beim Einrichtbetrieb oder bei Fehlmanipulationen die Kolbenstange 8 nicht ungebremst auf Anschlag 13 fahren kann, ist eine Endlagendämpfung vorgesehen. Sobald der Ansatz 18 in die Bohrung 19 eindringt, entweicht das durch die Kolben­stange 8 verdrängte Oel nur noch über den Drosselspalt zwi­schen Bohrung 19 und Ansatz 18.
  • Zur Rückführung der Kolbenstange 8 in die Ausgangslage wird das Ventil 45 geöffnet und das Ventil 41 umgeschaltet. Der Plungerkolben 24 schiebt nun die Kolbenstange 8 nach rechts. Sobald die dargestellte Grundstellung erreicht ist, wird das Ventil 45 abgeschaltet und das Ventil 41 in die darge­stellte Grundstellung zurückgeschaltet, in welcher es über die Leitung 40 den Speicher 37 auflädt.
  • Indem der Kolben 6 gegenüber der Kolbenstange 8 verschiebbar ist, wird eine hydraulische Endlagendämpfung für die Kolben­stange ermöglicht, trotzdem die Kolbenseite des Zylinders 4 mit der Atmosphäre verbunden ist. Ausserdem kann dadurch die Bremsenergie rekuperiert werden, indem das beim Bremsen verdrängte Oel in den Speicher eingeleitet werden kann.

Claims (10)

1. Beschleunigungseinrichtung für eine Ladevorrich­tng eines Geschützes zur Einführung eines Geschosses (56) in das Geschützrohr (50), mit einem Hydraulik-Zylinderaggregat (2) umfassend einen Zylinder (4), einen Kolben (6) und eine Kolbenstange (8), dadurch gekennzeichnet, dass die Kolben­stange (8) bloss einseitig aus dem Zylinder (4) ragt, der stangenseitig einen ersten Anschluss (25) für Druckflüssig­keit aufweist, dass die Kolbenstange (8) in einer zylindri­schen Bohrung (17) des Kolbens (6) begrenzt axial verschieb­bar ist, und dass der kolbenseitige zweite Anschluss (30) des Zylinders (4) mit der Atmosphäre verbunden ist.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­net, dass ein federnder Anschlag (32) zwischen dem Kolben (6) und dem Zylinderboden (9) angeordnet ist.
3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich­net, dass der federnde Anschlag Tellerfedern (32) umfasst.
4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (6) als Ringkolben ausgebildet und auf einem am Zylinderboden (9) befestigten koaxialen Rohr (10) dichtend geführt ist, und dass ein dritter, mit dem Innenraum (11) des Rohres (10) verbundener Anschluss (12) mit Druckflüssigkeit (P) beaufschlagbar ist.
5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeich­net, dass im Rohr (10) ein mit der Kolbenstange (8) verbun­dener koaxialer Plungerkolben (24) geführt ist.
6. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeich­net, dass die Kolbenstang 8 dichtend auf dem Rohr (10) ge­führt ist.
7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, da­durch gekennzeichnet, dass der erste Anschluss (25) über ein Schaltventil (36) mit einem Hochdruckspeicher (37) verbunden ist.
8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeich­net, dass das Schaltventil (36) eine einstellbare Oeffnungs­begrenzung (38) hat.
9. Einrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeich­net, dass das Ventil (36) abhängig von der Lage der Kolbenstang (8) gesteuert ist.
10. Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung elektro-hydraulisch erfolgt.
EP19870810521 1986-11-20 1987-09-14 Beschleunigungseinrichtung für eine Ladevorrichtung eines Geschützes Expired - Lifetime EP0269560B1 (de)

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EP0269560B1 (de) 1990-04-18
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