EP0387676B1

EP0387676B1 - Elevationslagerung für eine in einem Panzerturm angeordnete grosskalibrige Rohrwaffe

Info

Publication number: EP0387676B1
Application number: EP90104321A
Authority: EP
Inventors: Gottlieb Dipl.-Ing. Rüttgerodt; Heinrich Wolzenburg
Original assignee: Wegmann and Co GmbH
Current assignee: Wegmann and Co GmbH
Priority date: 1989-03-15
Filing date: 1990-03-07
Publication date: 1994-06-08
Anticipated expiration: 2010-03-07
Also published as: US5048392A; DE59005981D1; DE3908346A1; EP0387676A2; EP0387676A3

Description

Die Erfindung betrifft eine Elevationslagerung für eine in einem Panzerturm angeordnete großkalibrige Rohrwaffe mit den Merkmalen aus dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
Zum Höhenrichten einer in einem Panzerturm angeordneten Rohrwaffe ist eine Elevationslagerung erforderlich, die es erlaubt, den vorgesehenen Höhenrichtwinkel der Waffe zuzulassen. In der europäischen Offenlegungsschrift Nr. 0 141 900 ist eine übliche Elevationslagerung für Panzerfahrzeuge mit drehbarem Panzerturm beschrieben, die in der Lage ist, im stabilisierten Richtbetrieb die großkalibrige Rohrwaffe während der Fahrt des Fahrzeuges auf das Ziel ausgerichtet zu halten. Dabei wird die Waffe in ihrem Schwerpunkt mit einer Schildzapfenlagerung gehalten und durch einen an einem Schwenkpunkt angreifenden Linearantrieb, der als Hydraulikzylinder oder Kugelrollspindel ausgebildet sein kann, bewegt.
Ein Nachteil dieser bekannten Ausbildung eines Elevationsantriebes besteht darin, daß, um die Antriebskräfte in vertretbarer Größe zu halten, die Rohrwaffe etwa in ihrem Schwerpunkt über Schildzapfen aufgehängt werden muß. Bei immer größer und länger werdenden Rohrwaffen ragt das Rohrende dann extrem weit in den Kampfraum des Panzerturmes. Es ist versucht worden dieses auszugleichen, indem der Drehdurchmesser und die Höhe des Panzerturmes vergrößert wurden oder am inneren Teil der Rohrwaffe Ausgleicher angeordnet wurden. Beide Maßnahmen besitzen jedoch den Nachteil, daß das Gesamtgewicht des Panzerfahrzeuges erhöht wird.
Zweck der Erfindung ist es eine Elevationslagerung für eine großkalibrige Rohrwaffe zu finden, die es ermöglicht, die Rohrwaffe außerhalb des Schwerpunktes zu lagern, ohne daß die exzentrische Rohrlagerung wesentlichen Einfluß auf die Antriebsleistung des Elevationsantriebes hat. Insbesondere sollen die Extremkräfte durch Nickbewegungen eines Panzerfahrzeuges im nichtstabilisierten Fahrbetrieb im Gelände nicht von den Antriebseinheiten übernommen werden müssen.
Eine Elevationslagerung mit den Merkmalen aus dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 ist in der DE-AS Nr. 20 37 819 beschrieben.
Diese bekannte Elevationslagerung ist jedoch nicht für den Einsatz an Panzerfahrzeugen mit drehbarem Panzerturm im stabilisierten Betrieb geeignet, da diese bekannte Ausbildung direkt in der Panzerung angeordnet ist. Beim stabilisierten Betrieb müßten somit ständig die großen Panzerungsmassen mitbewegt werden, wodurch wiederum die erforderlichen Antriebsleistungen unvertretbar hoch würden. Ein weiterer Nachteil der bekannten Anordnung besteht darin, daß viele Überlappungen der Panzerung vorgesehen werden müßten, um die erforderliche Beschußsicherheit zu erbringen, was zu hohem Gewicht führt.
Bei der bekannten Anordnung sind weiterhin entweder zwei voneinander unabhängige Antriebsvorrichtungen erforderlich, wobei über eine Steuerungsvorrichtung der Gleichlauf der Lagerringe erzeugt wird oder es ist eine Antriebsvorrichtung vorhanden, die in aufwendiger Weise über viele mechanische Bewegungsteile mit den beiden Lagerringen gekoppelt ist. So werden bei dieser bekannten Ausführungsform insgesamt drei Zahnkränze benötigt, die mit einem Antriebsritzel und einem Vorgelegezahnrad zusammenwirken. Hieraus ergeben sich drei Zahneingriffspunkte mit entsprechenden Ungenauigkeiten der Verzahnung. Zu weiteren Ungenauigkeiten im Antrieb führt die elastisch nachgiebige Lagerung der Vorgelegewelle.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Elevationslagerung mit den Merkmalen aus dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 so auszubilden, daß sie für den stabilisierten Betrieb an Panzerfahrzeugen mit drehbarem Panzerturm geeignet ist, indem die im stabilisierten Betrieb zu beschleunigenden Massen erheblich reduziert werden.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß mit den Merkmalen aus dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.
Die Erfindung geht von dem Grundgedanken aus, die Schrägringlagerung als Einzelbaueinheit auszubilden und damit von der Panzerung zu trennen, was zu einer erheblichen Reduzierung der zu beschleunigenden Massen führt. Weiterhin wird damit erreicht, daß am Panzerturm die übliche Elevationspanzerung eingesetzt werden kann. Durch die verdrehfeste Anordnung der Anschlußflansche an der Rohrwaffe und am Turm und der Antriebsvorrichtung wird die Schrägringlagerung genügend leicht und stabil, um als Elevationslagerung für großkalibrige Rohrwaffen für den stabilisierten Betrieb an Panzerfahrzeugen mit drehbarem Panzerturm einsetzbar zu sein. Der gegensinnige Antrieb der beiden Lagerringe von einer gemeinsamen Antriebsvorrichtung aus schafft einen besonders platzsparenden und kompakten Aufbau der Gesamteinheit. Dadurch wird nicht nur Platz im Kampfraum geschaffen, sondern auch Gewicht eingespart. Als besonderer Vorteil ergibt sich auch, daß das erforderliche Bogenmaß am inneren Ende der Rohrwaffe wesentlich geringer und damit die erforderlichen Wege der Ladevorrichtung kleiner werden. Weiterhin ist es vorteilhaft, daß die Rückwirkungen aus den Massenbeschleunigungen der Waffe im Fahrbetrieb auf die Antriebselemente wesentlich geringer sind als bei einer bisher eingesetzten Schildzapfenlagerung. Beim unstabilisierten Fahrbetrieb, bei dem sich die Waffe im unteren oder oberen Scheitelpunkt befindet, tritt keine Rückwirkung aus den Massenbeschleunigungskräften, hervorgerufen durch die Nickbewegung des Panzerfahrzeuges und damit der Waffe auf die Antriebselemente, auf, da die Schrägringlagerung in dieser Stellung die Kräfte direkt in den Turmflansch überträgt.
Ein weiterer besonderer Vorteil der erfindungsgemäßen Elevationslagerung besteht darin, daß keine Endlagendämpfung des Antriebs sowie keine Endanschläge vorgesehen zu werden brauchen, da die Beziehung zwischen Elevationsbewegung und Antrieb nach einer Sinusfunktion verläuft. Beim Einsatz vorgespannter Lager für die Schrägringlagerung und eines vorgespannten Antriebes wird ein spielfreier Antrieb erzielt, der gegenüber der bisher in diesen Fällen eingesetzten Schildzapfenlagerung eine erhöhte Stabilisierungs- und Zielgenauigkeit bringt.
Die erfindungsgemäße Elevationslagerung eröffnet zudem die Möglichkeit, durch den direkten Eingriff eines Ritzels in die Verzahnung der Lagerringe eine erhebliche Reduzierung der mechanischen Bewegungsteile und damit eine erhöhte Richtgenauigkeit zu erzielen.
Im folgenden wird anhand der beigefügten Zeichnungen ein Ausführungsbeispiel für eine Elevationslagerung nach der Erfindung näher erläutert.
In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1: in einem stark schematisierten Längsschnitt durch einen Panzerturm eine Elevationslagerung für eine großkalibrige Rohrwaffe bei angehobener Stellung der Rohrwaffe;
Fig. 2: in einer Darstellung analog Fig. 1 die Elevationslagerung bei abgesenkter Rohrwaffe;

Im Panzerturm ist eine großkalibrige Rohrwaffe 3 angeordnet, deren Endstück 3a in den Kampfraum ragt, während das vordere Rohrende durch einen in nicht eigens dargestellter Weise durch eine übliche Panzerung abgedeckten Schlitz 1a nach außen geführt ist.
Die Rohrwaffe 3 ist mittels einer nachfolgend beschriebenen das Rohr 3 umfassenden Schrägringlagerung im Panzerturm 1 aufgehängt. Die Schrägringlagerung besitzt einen ersten mit dem das Rohr 3 umfassenden Wiegenrohr 3b über Schraubverbindungen 4a verbundenen Anschlußflansch 4, an dem über ein Kugel- oder Rollenlager 5 ein erster Lagerring 6 mit seinem einen Ende drehbar um die Rohrachse RA gelagert ist. An seinem anderen Ende ist der erste Lagerring 6 über ein weiteres Kugel- oder Rollenlager 8 drehbar um eine erste Drehachse D1 in einem Verbindungsring 7 gelagert, in dem dem ersten Lagerring 6 gegenüberliegend ein zweiter Lagerring über ein Kugel-oder Rollenlager 9 um die Drehachse D1 drehbar gelagert ist. Mit seinem anderen Ende ist der zweite Lagerring 10 über Kugel- oder Rollenlager 11 in einem Anschlußflansch 12 drehbar um eine zweite Drehachse D2 gelagert. Der Anschlußflansch 12 ist über Schraubverbindungen 12a mit der Schottwand 1b im Panzerturm 1 verbunden.
Weiterhin ist der das Rohr 3 tragende Anschlußflansch 4 dadurch drehfest mit dem Panzerturm 1 verbunden, daß der hintere Abschnitt 3c des Wiegenrohres 3b als Vierkant ausgeführt ist, der in einem Schlitz 1c in der Schottwand 1b geführt ist.
Der Verbindungsring 7 ist ebenfalls gegenüber dem Panzerturm 1 drehfest, aber verschwenkbar, angeordnet, indem er ein Führungselement 16 besitzt, das in eine am Panzerturm 1 angeordnete mit einer in Längsrichtung verlaufenden Nut versehene Halterung 17 eintaucht.
Am Verbindungsring 7 ist mindestens ein Antriebsmotor 13 angeordnet, dessen Abtriebswelle 13a ein Ritzel 14 antreibt, das unter der Wirkung einer Feder 15 in den Zwischenraum zwischen die beiden Lagerringe 6 und 10 eingedrückt wird derart, daß es in Verzahnungen 6a und 10a spielfrei eingreift, die an den beiden einander gegenüberliegenden Enden der beiden Lagerringe 6 und 10 angeordnet sind.
Die drei Drehachsen der Schrägringlagerung, nämlich die Rohrachse RA, die erste Drehachse D1 und die zweite Drehachse D2 schließen jeweils spitze Winkel α bzw. β miteinander ein. Die Drehachsen D1 und D2 schneiden sich in einem auf der Rohrachse RA liegenden Punkt P. Wie bekannte kinematische und geometrische Überlegungen zeigen, werden für den erstrebten Zweck die Winkel zwischen der ersten Drehachse und der Rohrachse sowie zwischen der zweiten Drehachse und der ersten Drehachse gleich groß gewählt. Unter diesen Bedingungen ist es möglich, durch gegensinniges Verdrehen der beiden Lagerringe gegeneinander um gleiche Winkelbeträge eine in einer vertikalen Ebene ablaufende Schwenkbewegung der drehfest angeordneten Rohrwaffe 3 zu erzielen.
Der Antrieb der beiden Lagerringe 6 und 10 in gegensinniger Drehrichtung um gleiche Winkelbeträge erfolgt durch das in der radialen Lagerebene E des Verbindungsringes 7 zwischen den Lagerringen 6 und 10 angeordnete Ritzel 14. Die Verzahnungen 6a, 10a der Lagerringe 6, 10 sind mit gleicher Zähnezahl ausgebildet. Durch die Feder 15 wird dabei ein spielfreier Antrieb sichergestellt.
Das Verdrehen der beiden Antriebsringe 6 und 10 gegeneinander mittels des Antriebsmotors 13 bewirkt die Verschwenkung des Rohres 3, beispielsweise aus der in Fig. 1 dargestellten Stellung in die in Fig. 2 dargestellte Stellung und umgekehrt. Dabei bewegt sich, wie aus den Zeichnungen ersichtlich, das Führungselement 16 in Längsrichtung in der Nut der Halterung 17.
Selbstverständlich können die Antriebsringe 6 und 10 auch in anderer Weise als gemäß dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 und 2 ausgebildet sein. So können sie beispielsweise die gegenläufigen Rotoren eines zwischen ihnen angeordneten direkt antreibenden Ringmotors sein, der als zweifacher elektrischer Torque-Ring-Motor ausgebildet sein kann.

Claims

Elevationslagerung für eine in einem Panzerturm (1) angeordnete großkalibrige Rohrwaffe mit einer das Rohr (3) umschließenden Schrägringlagerung (4-12), bei der das Rohr (3) in einem um die Rohrachse (RA) drehbaren ersten Lagerring (6) gelagert ist, der um eine mit der Rohrachse (RA) einen Winkel (α) einschließende erste Drehachse (D1) drehbar an einem zeiten Lagerring (10) gelagert ist, welcher um eine mit der ersten Drehachse (D1) einen Winkel (β) einschließende zweite Drehachse (D2) drehbar im Panzerturm (1) gelagert ist, wobei der Winkel (β) zwischen der ersten Drehachse (D1) und der zweiten Drehachse (D2) gleich dem Winkel (α) zwischen der ersten Drehachse (D1) und der Rohrachse (RA) ist, sich alle drei Achsen (RA, D1, D2) in einem auf der Rohrachse (RA) liegenden Punkt (P) schneiden und beide Lagerringe (6, 10) um ihre Drehachsen (D1, D2) antreibbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Schrägringlagerung (4-12) als innerhalb des Panzerturms (1) angeordnete Einzelbaueinheit derart ausgebildet ist, daß der Anschlußflansch (12) für den zweiten Lagerring fest, der das Rohr (3) tragende Anschlußflansch (4) für den ersten Lagerring (6) drehfest und mindestens eine die Lagerringe (6, 10) um gleiche Drehwinkel in gegensinniger Drehrichtung gemeinsam verdrehende Antriebsvorrichtung (13-14) ebenfalls drehfest mit dem Panzerturm (1) verbunden sind und daß der erste Lagerring (6) über einen Verbindungsring (7) mit dem zweiten Lagerring (10) verbunden ist, wobei der Verbindungsring (7) am Panzerturm drehfest aber verschwenkbar in diesem angeordnet ist.
Elevationsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsvorrichtung mindestens ein mit seiner Drehachse in der radialen Lagerebene (E) zwischen den beiden Lagerringen (6, 10) angeordnetes, in einander gegenüberliegende Verzahnungen (6a, 10) der Lagerringe (6, 10) eingreifendes Ritzel (14) aufweist, das mit einem Antriebsmotor (13) verbunden ist.
Elevationslagerung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Antriebsmotor (13) an einem drehfest (16-17) im Panzerturm (1) befestigten Verbindungsring (7) angeordnet ist, in dem die beiden Lagerringe (6, 10) drehbeweglich gelagert sind.
Elevationslagerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerringe als gegenläufige Rotoren eines zwischen ihnen angeordneten direkt antreibenden Ringmotors ausgebildet sind.
Elevationslagerung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringmotor als zweifacher elektrischer Torque-Ring-Motor ausgebildet ist.