EP1150090A2 - Vorrichtung zum Öffnen und Schliessen des Lukendeckels einer Schiebeluke an einem Kampffahrzeug, insbesondere einem Kampfpanzer - Google Patents

Vorrichtung zum Öffnen und Schliessen des Lukendeckels einer Schiebeluke an einem Kampffahrzeug, insbesondere einem Kampfpanzer Download PDF

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EP1150090A2 EP01109810A EP01109810A EP1150090A2 EP 1150090 A2 EP1150090 A2 EP 1150090A2 EP 01109810 A EP01109810 A EP 01109810A EP 01109810 A EP01109810 A EP 01109810A EP 1150090 A2 EP1150090 A2 EP 1150090A2
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EP
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housing
inner ring
drive shaft
clamping
outer ring
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Matthias Dipl.-Ing. Wessel
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F41—WEAPONS
    • F41H—ARMOUR; ARMOURED TURRETS; ARMOURED OR ARMED VEHICLES; MEANS OF ATTACK OR DEFENCE, e.g. CAMOUFLAGE, IN GENERAL
    • F41H5/00—Armour; Armour plates
    • F41H5/22—Manhole covers, e.g. on tanks; Doors on armoured vehicles or structures
    • F41H5/223—Manhole covers specially adapted for armoured or fighting vehicles

Definitions

  • the invention relates to a device for opening and closing the hatch cover a sliding hatch on a combat vehicle, especially one Main battle tank with the features from the preamble of patent claim 1.
  • an automatic braking and locking device in one such a device is extremely important for safety reasons because in order not to endanger the operating personnel, the heavy hatch cover one Sliding hatch in any position, even with external force, caused, for example, by tilting the combat vehicle can be, must not carry out any undesired own movements and in particular, never fall under its own weight.
  • the hatch cover is to be operated manually even with larger inclinations of the combat vehicle with reasonable effort can be opened and closed, both from the Interior of the vehicle as well as from the outside.
  • the invention has for its object a device with the features form from the preamble of claim 1 so that they at reduced installation space is less expensive, including all shafts the input and output shafts run parallel and those at high Security guarantees good efficiency.
  • the basic idea of the invention is instead of a self-locking Worm drives as an automatic braking and locking device
  • pinch roller load torque lock which was previously used in such devices was not used because it was believed that it was the Necessary safety and functionality, especially with leading ones Do not show loads.
  • a pinch roller load moment lock can be used if taken care of is that the clamping angle is above a predetermined range of the usual clamping angle range and through the pinch rollers Compression springs are loaded with a sufficiently high total force.
  • the pinch roller load torque lock then has the advantage that it is in advance high efficiency due to the positive movement transmission has and only the output element frictionally secure if necessary is locked or braked. It also has the advantage that its function Is translation independent and arranged on the drive side of the transmission can be, which in turn means that they are small can be. After all, no axial forces need to be absorbed become. Due to the stronger springing of the pinch rollers, even with difficult Conditions such as vibrations, shocks, low temperatures and leading loads ensure a secure frictional connection.
  • the drive shaft passes the housing so that an actuator at both ends connectable and thus an actuation from the vehicle interior and is possible from the outside.
  • the output shaft is designed as a hollow shaft, through which the drive shaft is passed.
  • FIGS. 1 to 5 There are only the components shown in FIGS. 1 to 5 in the following those explained in more detail for the functioning of the device, in particular the pinch roller load lock are of particular importance.
  • the sliding hatch itself with the hatch cover and that arranged on the hatch cover Racks are not shown.
  • this training refer to DE 42 40 140 A1 and DE 195 04 922 A1.
  • the device shown in FIGS. 1 to 5 consists essentially of a spur gear with an upstream pinch roller load torque lock.
  • a drive shaft 9 is passed so that their two ends 9.1 and 9.2 are arranged on both sides of the transmission.
  • an actuating device not shown, for example, a hand crank or a handwheel attachable.
  • the drive shaft 9 is directly with a pinch roller load torque lock connected, which is explained in more detail below.
  • the drive shaft 9 has one arranged inside the housing Inner flange 9.3, which has an outer ring 2 firmly connected to the housing 1 as well as an inner ring 3 arranged inside the outer ring 2.
  • the inner ring 3 is rotatably supported relative to the outer ring 2.
  • the inner ring 3 is positively connected to an output shaft, which is a hollow shaft 4 is formed, through which the drive shaft 9 is passed.
  • the hollow shaft 4 is on the drive shaft 9 via needle bearings 13 and 13.1 and in the housing 1 via ball bearings 12.1 is mounted and the drive shaft 9 is in the housing 1 via ball bearings 12 stored.
  • the inner flange 9.3 of the drive shaft 9 is on the one hand Via driver pins 10.1 and 10.2 arranged on the inner ring 3, which with Intervene in the holes 10.3 and 10.4 of the inner flange 9.3, with this coupled and on the other hand it has actuating pins 11.1 and 11.2, which protrude into the nip 5 and each have a pinch roller 6.1 and 7.1 or 6.2 and 7.2 of each pair of pinch rollers against the force of the compression springs press into a release position.
  • This is a driving force Torque the rotation of the inner ring 3 and thus the hollow shaft 4th Approved.
  • the geometric conditions between outer ring 2, inner ring 3 and the pinch rollers 6.1, 6.2, 7.1, 7.2 are chosen such that the Clamping angle is in the range between 4.5 ° and 7 °. To be particularly advantageous has shown a clamp angle of 5.75 °.
  • the torque of the hollow shaft 4 is via an output pinion 4.1 Spur gears 16.1, 16.2, 16.3, 16.4 and 16.5, which form the reduction gear, transferred to the output gear 14 of the reduction gear, which engages in the rack of the hatch cover, not shown.
  • a known, automatic Locking and unlocking device for the hatch cover arranged is with a locking bolt 17, under the action of a compression spring 17.1 controlled by one interacting with a cam bar on the hatch cover Control 18 the hatch cover in the closed position and Open position additionally locked and unlocked.

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Abstract

Eine Vorrichtung zum Öffnen und Schließen des Lukendeckels einer Schiebeluke an einem Kampffahrzeug, insbesondere einem Kampfpanzer. Am Lukendeckel ist eine Zahnstange angeordnet, in die ein Abtriebsritzel eines Getriebes eingreift. Im Gehäuse (1) des Getriebes ist als automatische Brems- und Arretiervorrichtung eine Klemmrollen-Lastmomentsperre angeordnet. Sie besitzt einen Außenring (2), in welchem ein Innenring (3) drehbar gelagert ist, der formschlüssig mit einem an das Getriebe angeschlossenen Abtriebselement (4) verbunden ist. Im Klemmspalt (5) zwischen Innenring (3) und Außenring (2) sind Klemmrollenpaare (6.1-6.2, 7.1-7.2) angeordnet. Die Klemmrollen werden durch Druckfedern (8.1-8.4) in die Klemmstellung gedrückt, in der das Abtriebselement gesperrt ist. Ein Antriebselement ist über Mitnehmerstifte (10.1, 102) mit dem Innenring (3) verbunden und besitzt Betätigungsstifte (11.1, 11.2), durch welche in Abhängigkeit von der Drehrichtung jeweils eine Klemmrolle jedes Klemmrollenpaares in eine Freigabestellung gedrückt wird. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Öffnen und Schließen des Lukendeckels einer Schiebeluke an einem Kampffahrzeug, insbesondere einem Kampfpanzer mit den Merkmalen aus dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Schiebeluken an Kampffahrzeugen mit einer derartigen Vorrichtung zum Öffnen und Schließen des Lukendeckels sind bekannt und beispielsweise in DE 42 40 140 A1 und DE 195 04 922 A1 beschrieben.
Die Anordnung einer automatischen Brems- und Arretiervorrichtung in einer derartigen Vorrichtung ist aus Sicherheitsgründen außerordentlich wichtig, da, um das Bedienungspersonal nicht zu gefährden, der schwere Lukendeckel einer Schiebeluke in jeder beliebigen Position auch bei einer äußeren Krafteinwirkung, die beispielsweise durch eine Schrägstellung des Kampffahrzeugs verursacht sein kann, keine unerwünschten Eigenbewegungen ausführen darf und insbesondere niemals unter seinem Eigengewicht von selbst zufallen darf. Andererseits soll der Lukendeckel mittels einer manuellen Betätigungsvorrichtung auch bei größeren Schräglagen des Kampffahrzeugs mit zumutbarem Kraftaufwand geöffnet und geschlossen werden können und zwar sowohl aus dem Innenraum des Fahrzeugs als auch von außen.
Bisher wurde bei derartigen Vorrichtungen als automatische Brems- und Arretiervorrichtung ein innerhalb des Untersetzungsgetriebes auf der Abtriebsseite angeordneter selbsthemmender Schneckentrieb eingesetzt. Dieser hat jedoch den Nachteil, daß die Konstruktion relativ teuer wird und einen großen Einbauraum erfordert, daß beim Schneckentrieb keine parallelen Wellen vorhanden sind und Axialkräfte aufgenommen werden müssen. Weiterhin hat, bedingt durch den kleinen Steigungswinkel, der selbsthemmende Schneckentrieb einen äußerst geringen Wirkungsgrad im Vortrieb und bedingt somit erhöhte Antriebsleistungen. Ein maximaler Wirkungsgrad wird nur erreicht, wenn größere Abmessungen verwendet werden, eine aufwendige Einlaufprozedur vorgenommen wird und relativ hohe Antriebsdrehzahlen realisiert sind. Zudem muß konstruktiv die hohe und oftmals unerwünschte Übersetzung ins Langsame berücksichtigt werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung mit den Merkmalen aus dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 so auszubilden, daß sie bei verringertem Einbauraum weniger kostspielig ist, bei der alle Wellen, einschließlich der Antriebs- und Abtriebswelle parallel verlaufen und die bei hoher Sicherheit einen guten Wirkungsgrad garantiert.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß mit den Merkmalen aus dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
Der Grundgedanke der Erfindung besteht darin, anstelle eines selbsthemmenden Schneckentriebs als automatische Brems- und Arretiervorrichtung eine Klemmrollen-Lastmomentsperre zu verwenden, die bisher bei derartigen Vorrichtungen nicht eingesetzt wurde, weil man der Auffassung war, daß sie die notwendige Sicherheit und Funktionstüchtigkeit, insbesondere bei voreilenden Lasten nicht aufweise. Es hat sich aber überraschenderweise herausgestellt, daß eine Klemmrollen-Lastmoment-sperre einsetzbar ist, wenn dafür Sorge getragen wird, daß der Klemmwinkel innerhalb eines vorgegebenen Bereiches oberhalb des üblichen Klemmwinkelbereiches liegt und die Klemmrollen durch Druckfedern mit einer genügend hohen Gesamtkraft belastet werden.
Die Klemmrollen-Lastmomentsperre hat dann den Vorteil, daß sie im Vortrieb aufgrund der formschlüssigen Bewegungsübertragung einen hohen Wirkungsgrad aufweist und nur das Abtriebselement im Bedarfsfall reibschlüssig sicher arretiert bzw. gebremst wird. Weiterhin hat sie den Vorteil, daß ihre Funktion übersetzungsunabhängig ist und sie auf der Antriebsseite des Getriebes angeordnet werden kann, was wiederum dazu führt, daß sie klein dimensioniert werden kann. Schließlich brauchen bei ihr keine Axialkräfte aufgenommen zu werden. Durch die stärkere Anfederung der Klemmrollen wird, selbst bei erschwerten Bedingungen, wie Vibrationen, Stößen, tiefen Temperaturen und voreilenden Lasten ein sicherer Reibschluß gewährleistet.
Durch die Parallelführung von Antriebswelle und Abtriebswelle ist es in einer besonders vorteilhaften Ausführungsform möglich, die Antriebswelle durch das Gehäuse hindurchzuführen, so daß an beiden Enden eine Betätigungsvorrichtung anschließbar und somit eine Betätigung aus dem Fahrzeuginneren und von außen möglich ist. Die Abtriebswelle wird als Hohlwelle ausgebildet, durch welche die Antriebswelle hindurchgeführt ist.
Weiterhin hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn zwischen Innenring und Außenring der Klemmrollen-Lastmomentsperre zwei Klemmrollenpaare derart angeordnet sind, daß sie in bezug auf die Drehachse des Innenrings einander diametral gegenüberliegen. Hiermit wird eine einseitige Biegebeanspruchung der Antriebswelle vermieden.
Im folgenden wird anhand der beigefügten Zeichnungen ein Ausführungsbeispiel für eine Vorrichtung nach der Erfindung näher erläutert.
In den Zeichnungen zeigen:
  • Fig. 1 eine Vorrichtung zum Öffnen und Schließen des Lukendeckels einer Schiebeluke von außen in einer Draufsicht;
  • Fig. 2 die Vorrichtung nach Fig. 1 in einer Seitenansicht;
  • Fig. 3 einen Schnitt durch die Vorrichtung nach Fig. 1 nach der Linie A-G;
  • Fig. 4 einen Schnitt durch die Vorrichtung nach Fig. 1 nach der Linie M-M;
  • Fig. 5 einen vergrößerten Teilschnitt nach der Linie K-K in Fig. 2.
    • Es werden im folgenden von den in den Fig. 1 bis 5 dargestellten Bauteilen nur diejenigen näher erläutert, die für die Funktionsweise der Vorrichtung, insbesondere der Klemmrollen-Lastmomentsperre von besonderer Bedeutung sind. Die Schiebeluke selbst mit dem Lukendeckel und der am Lukendeckel angeordneten Zahnstange sind nicht dargestellt. Bezüglich dieser Ausbildung wird auf DE 42 40 140 A1 und DE 195 04 922 A1 verwiesen.
    Die in den Fig. 1 bis 5 dargestellte Vorrichtung besteht im wesentlichen aus einem Stirnradgetriebe mit einer vorgeschalteten Klemmrollen-Lastmomentsperre.
    Durch das Getriebegehäuse 1 ist eine Antriebswelle 9 so hindurchgeführt, daß ihre beiden Enden 9.1 und 9.2 zu beiden Seiten des Getriebes angeordnet sind.
    Auf diese Enden 9.1 und 9.2 ist eine nicht dargestellte Betätigungsvorrichtung, beispielsweise eine Handkurbel oder ein Handrad aufsteckbar.
    Die Antriebswelle 9 ist unmittelbar mit einer Klemmrollen-Lastmomentsperre verbunden, die im folgenden näher erläutert wird.
    Hierzu besitzt die Antriebswelle 9 einen innerhalb des Gehäuses angeordneten Innenflansch 9.3, dem ein mit dem Gehäuse 1 fest verbundener Außenring 2 sowie ein innerhalb des Außenrings 2 angeordneter Innenring 3 gegenüberliegt. Der Innenring 3 ist gegenüber dem Außenring 2 verdrehbar gelagert. Der Innenring 3 ist formschlüssig mit einer Abtriebswelle verbunden, die als Hohlwelle 4 ausgebildet ist, durch welche die Antriebswelle 9 hindurchgeführt ist. Zur Erzielung eines guten Wirkungsgrades ist die Hohlwelle 4 auf der Antriebswelle 9 über Nadellager 13 und 13.1 und im Gehäuse 1 über Kugellager 12.1 gelagert und die Antriebswelle 9 ist über Kugellager 12 im Gehäuse 1 gelagert.
    Wie insbesondere Fig. 5 zu entnehmen, sind im Klemmspalt 5 zwischen Innenring 3 und Außenring 2 zwei Klemmrollenpaare 6.1, 6.2 und 7.1, 7.2 angeordnet und zwar so, daß sie in bezug auf die Drehachse D des Innenrings 3 einander diametral gegenüberliegen. Jede der Klemmrollen 6.1, 6.2, 7.1 und 7.2 steht unter der Wirkung von zwei nebeneinander angeordneten Druckfedern, von denen in Fig. 5 die Druckfedern 8.1 bis 8.4 sichtbar sind, durch welche sie in eine Klemmstellung gedrückt wird, in welcher der Innenring 3 und damit die das Abtriebselement darstellende Hohlwelle 4 durch die Klemmwirkung gegen Verdrehung verriegelt sind. Der Innenflansch 9.3 der Antriebswelle 9 ist einerseits über am Innenring 3 angeordnete Mitnehmerstifte 10.1 und 10.2, die mit Spiel in Bohrungen 10.3 und 10.4 des Innenflansches 9.3 eingreifen, mit diesem gekoppelt und andererseits weist er Betätigungsstifte 11.1 und 11.2 auf, welche in den Klemmspalt 5 hineinragen und jeweils eine Klemmrolle 6.1 und 7.1 bzw. 6.2 und 7.2 jedes Klemmrollenpaares gegen die Kraft der Druckfedern in eine Freigabestellung drücken. Damit ist bei Einwirkung eines antreibenden Drehmoments die Drehung des Innenrings 3 und damit der Hohlwelle 4 freigegeben. Die geometrischen Bedingungen zwischen Außenring 2, Innenring 3 und den Klemmrollen 6.1, 6.2, 7.1, 7.2 sind derart gewählt, daß der Klemmwinkel im Bereich zwischen 4,5° und 7° liegt. Als besonders vorteilhaft hat sich ein Klemmwinkel von 5,75° erwiesen.
    Die Druckfedern 8.1 bis 8.4 sind so ausgelegt, daß jede der Klemmrollen 6.1, 6.2, 7.1, 7.2 mit einer Gesamtkraft von mindestens 45 N belastet wird. Es hat sich herausgestellt, daß zu diesem Zweck Druckfedern nach DIN 2098 mit einem Drahtdurchmesser d=1mm, einem mittleren Windungsdurchmesser Dm=5mm und einer Länge L0=12mm besonders gut geeignet sind.
    Von der Hohlwelle 4 wird über ein Abtriebsritzel 4.1 das Drehmoment über die Stirnräder 16.1, 16.2, 16.3, 16.4 und 16.5, die das Untersetzungsgetriebe bilden, auf das Abtriebsritzel 14 des Untersetzungsgetriebes übertragen, welches in die nicht dargestellte Zahnstange des Lukendeckels eingreift.
    Um die Funktionsfähigkeit der oben beschriebenen Vorrichtung auch bei extremen Außentemperaturen zu gewährleisten, sind alle bewegbaren Bauteile mit einem speziellen Schmierfett versehen, das bei einem Außentemperaturbereich von mindestens -40°C bis +100°C funktionsfähig ist. Es hat sich hier ein unter dem Handelsnamen ISOFLEX PDB38 CX 1000 EP bekanntes Schmierfett besonders bewährt.
    Damit der Austritt von Schmiermitteln sowie das Eindringen von Verunreinigungen verhindert wird, sind die Antriebswelle 9 und die Hohlwelle 4 mit Radial-Wellendichtringen 15, 15.1, 15.2 gegenüber dem Gehäuse 1 bzw. dem Außenring 2 abgedichtet.
    Aus Fig. 4 ist zu entnehmen, daß am Gehäuse 1 eine an sich bekannte, automatische Ver- und Entriegelungseinrichtung für den Lukendeckel angeordnet ist mit einem Verriegelungsbolzen 17, der unter der Wirkung einer Druckfeder 17.1 gesteuert von einem mit einer Nockenleiste am Lukendeckel zusammenwirkenden Steuerelement 18 den Lukendeckel in der Schließstellung und der Offenstellung zusätzlich verriegelt und entriegelt.

    Claims (8)

    1. Vorrichtung zum Öffnen und Schließen des Lukendeckels einer Schiebeluke an einem Kampffahrzeug, insbesondere einem Kampfpanzer, wobei am Lukendeckel eine Zahnstange angeordnet ist, in die ein Abtriebsritzel eines am Fahrzeug angeordneten, mit einer Betätigungsvorrichtung verbundenen Getriebes eingreift, wobei zwischen das Abtriebsritzel und die Betätigungsvorrichtung eine automatische Brems- und Arretiervorrichtung eingeschaltet ist, dadurch gekennzeichnet, daß als automatische Brems- und Arretiervorrichtung eine im Gehäuse (1) des Getriebes angeordnete Klemmrollen-Lastmomentsperre dient mit einem fest mit dem Gehäuse (1) verbundenen Außenring (2), in welchem ein Innenring (3) drehbar gelagert ist, der formschlüssig mit einem an das Getriebe angeschlossenen Abtriebselement (4) verbunden ist, wobei in einem Klemmspalt (5) zwischen Innenring (3) und Außenring (2) mindestens ein Klemmrollenpaar (6.1-6.2, 7.1-7.2) angeordnet ist, dessen Klemmrollen unter der Wirkung mindestens einer Druckfeder (8.1 bis 8.4) in eine Klemmstellung gedrückt werden, in welcher das Abtriebselement (4) gesperrt ist, und mit einem Antriebselement (9), das einerseits über Mitnehmerstifte (10.1, 10.2) mit dem Innenring (3) verbunden ist und andererseits Betätigungsstifte (11.1, 11.2) aufweist, welche in Abhängigkeit von der Drehrichtung des Antriebselements unter der Einwirkung des Drehmoments jeweils eine Klemmrolle (6.1 und 7.1 oder 6.2 und 7.2) jedes Klemmrollenpaares gegen die Kraft der Druckfeder in eine Freigabestellung drücken, wobei der Klemmwinkel 4,5° bis 7° beträgt und jede der Druckfedern (8.1 bis 8.4) so ausgelegt ist, daß jede der Klemmrollen (6.1, 6.2, 7.1, 7.2) mit einer Gesamtkraft von mindestens 45 N belastet wird.
    2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Klemmwinkel 5,75° beträgt.
    3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Antriebselement als durch das Gehäuse (1) hindurchgeführte, an beiden Enden (9.1, 9.2) an eine Betätigungsvorrichtung anschließbare Antriebswelle (9) und das Abtriebselement als Hohlwelle (4), durch welche die Antriebswelle (9) hindurchgeführt ist, ausgebildet ist.
    4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebswelle (9) über Kugellager (12) im Gehäuse (1) gelagert ist.
    5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlwelle (4) auf der durchgehenden Antriebswelle (9) über Nadellager (13, 13.1) und im Gehäuse (1) über Kugellager (12.1) gelagert ist.
    6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Innenring (2) und Außenring (4) zwei Klemmrollenpaare (6.1-6.2 bzw. 7.1-7.2) derart angeordnet sind, daß sie in bezug auf die Drehachse (D) des Innenrings (3) einander diametral gegenüberliegen.
    7. Vorrichtung nach Anspruch 3 und gegebenenfalls einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebswelle (9) und die Hohlwelle (4) mit Radial-Wellendichtringen (15, 15.1, 15.2) gegenüber dem Gehäuse (1) bzw. dem Außenring (2) abgedichtet sind.
    8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die bewegbaren Bauteile mit einem im Temperaturbereich von mindestens -40°C bis mindestens +100°C funktionsfähigen Schmiermittel versehen sind.
    EP01109810A 2000-04-27 2001-04-21 Vorrichtung zum Öffnen und Schliessen des Lukendeckels einer Schiebeluke an einem Kampffahrzeug, insbesondere einem Kampfpanzer Expired - Lifetime EP1150090B1 (de)

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    EP1150090B1 EP1150090B1 (de) 2006-03-15

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