Geschossansetzer für ein Artilleriegeschütz

Abstract

 Ein Geschoßansetzer für ein Artilleriegeschütz, das ein in Elevation schwenkbares Waffenrohr (1) aufweist. Der Geschoßansetzer besitzt einen hinter dem Waffenrohr (1) angeordneten Schlitten (4), der eine Aufnahmevorrichtung für das Geschoß (8) trägt und bewegbar auf einer parallel zur Waffenrohrachse (R) verlaufenden Führungsbahn (5) geführt ist. Der Schlitten (4) ist mit einem pneumatischen Kolben-Zylinderantrieb (6) gekoppelt und besitzt eine Bremsvorrichtung (7). Der Antrieb des Kolben-Zylinderantriebs (6) erfolgt über ein pneumatisches Steuersystem (19) mit einem schnellöffnenden Steuerventil (10), über welches der Arbeitsanschluß (6.1) des Kolben-Zylinderantriebs (6) wahlweise an eine Druckluftquelle oder einen Auslaß anschließbar ist. Zwischen der Druckluftquelle und dem schnellöffnenden Steuerventil (10) ist eine Druckreduziereinheit angeordnet mit einem von einer elektrischen Steuereinheit (18) angesteuerten Proportional-Druckregelventil. Der elektrischen Steuereinheit (18) werden Signale zugeführt, die von der Feuerleitanlage (17) oder einem Stellungsgeber (17.1) erzeugt werden. Die Ansteuerung des Proportional-Druckregelventils erfolgt derart, daß bei abnehmender Elevation der Ansetzdruck gemäß einer vorgegebenen Gesetzmäßigkeit reduziert wird.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft einen Geschoßansetzer für ein Artilleriegeschütz mit den Merkmalen aus dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

[0002] Ein derartiger Geschoßansetzer ist beispielsweise in EP 0 352 584 B1 beschrieben.

[0003] Bekannte Geschoßansetzer dieser Bauart werden bisher über den gesamten Elevationsbereich (- 2,5° bis 65° Elevation) mit einem konstanten Ansetzdruck von beispielsweise 28 bar betrieben. Dies führt im niedrigen Elevationsbereich zu unnötig hohen Belastungen des Geschoßansetzers und des Geschosses.

[0004] Außerdem ergibt sich eine hohe Abhängigkeit der Geschoßansetzkräfte von der Elevation. Bei abnehmender Elevation steigen die Ansetzkräfte erheblich an. Dies kann zu Beschädigungen und auch zu Ungenauigkeiten beim Ansetzvorgang führen.

[0005] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Geschoßansetzer mit den Merkmalen aus dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 so auszubilden, daß das starke Ansteigen der Ansatzkräfte bei abnehmender Elevation und die sich daraus ergebenden Nachteile vermieden werden.

[0006] 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.

[0007] Der Grundgedanke der Erfindung besteht darin, den auf den Kolben-Zylinderantrieb des Geschoßansetzers einwirkenden Ansetzdruck mit abnehmender Elevation soweit zu reduzieren, daß die Ansetzgeschwindigkeiten bei unterschiedlichen Elevationswinkeln innerhalb eines bestimmten, vorgegebenen Bereichs bleiben.

[0008] Es hat sich gezeigt, daß mit bestimmten vorgegebenen Gesetzmäßigkeiten der Beziehung zwischen Elevation und Ansetzdruck bzw. Ansetzgeschwindigkeit erreicht werden kann, daß über den gesamten Elevationsbereich möglichst gleiche Ansetzkräfte erzielt werden. Dabei wird angestrebt, daß die bei maximalem Elevationswinkel und dem für diesen Elevationswinkel vorgegebenen maximalen Ansetzdruck ermittelten Geschoßgeschwindigkeiten im Ansetzbereich über den gesamten Elevationsbereich eingehalten werden.

[0009] Die kinematischen Überlegungen haben gezeigt, daß die Gesetzmäßigkeit, nach der bei abnehmender Elevation der Ansetzdruck bzw. die Ansetzgeschwindigkeit abnehmen sollen, in guter Näherung durch die Beziehung:

ausgedrückt werden kann. Hierbei bedeuten: V_Ans die Ansetzgeschwindigkeit in m/s, El den Elevationswinkel in Winkelgraden und die Größen A, B, C und D sind durch Berechnung und Experimente ermittelte Konstanten, die vorzugsweise folgende Werte besitzen:

A = 5,3 bis 5,8

B = 0,0516

C = 0,000019

D = 0,0000035.

[0010] Durch Berechnung und Experimente ergibt sich für die Abhängigkeit des Ansetzdruckes von der Elevation als vorteilhafter Wert die Beziehung:

[0011] Im folgenden wird anhand der beigefügten Zeichnungen ein Ausführungsbeispiel für einen Geschoßansetzer nach der Erfindung näher erläutert.

[0012] In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 in einer stark schematisierten Darstellung im Längsschnitt das hintere Ende des Waffenrohres eines Artilleriegeschützes mit einem daran angeordneten Geschoßansetzer;

Fig. 2 ein Schaltbild des pneumatischen Steuersystems für den Geschoßansetzer nach Fig. 1;

Fig. 3 in einer Einzeldarstellung die Druckreduziereinheit des pneumatischen Steuersystems nach Fig. 2;

Fig. 4 in einer graphischen Darstellung die Abhängigkeit der Ansetzgeschwindigkeit vom Elevationswinkel bei einem Geschoßansetzer nach dem Stand der Technik und beim Geschoßansetzer nach Fig. 1 bis 3.

[0013] Fig. 1 zeigt das hintere Ende des Waffenrohrs 1 eines im übrigen nicht dargestellten Artilleriegeschützes, an dem das Bodenstück 2 mit einem Verschlußkeil 2.1 angeordnet ist. Das Waffenrohr 1 besitzt in dem Bereich, in welchem das Geschoß ansetzen soll, einen Übergangskegel 1.1 und ist um die Schildzapfenachse 1.2 schwenkbar. Um die gleiche Schildzapfenachse 1.2 schwenkbar ist ein Geschoßübergabearm 2.2, an dem ein Geschoßansetzer angeordnet ist mit einem Grundgestell 3, auf dem eine Führungsbahn 5 befestigt ist, auf welcher ein Schlitten 4 über Gleitführungen in einer Richtung parallel zur Rohrseelenachse R geführt ist. Der Schlitten 4 ist mit einem Kolben-Zylinderantrieb 6 gekoppelt, durch den er in Pfeilrichtung B beschleunigt werden kann. In Längsrichtung des Schlittens 4 ist ein Stoßdämpfer 7 angeordnet, der an seiner aus dem Schlitten nach vorne herausgeführten Kolbenstange 7.2 einen Anschlag 7.3 aufweist. Auf dem Schlitten 4 liegt das anzusetzende Geschoß 8, und am hinteren Ende des Schlittens 4 ist ein Angriffselement 4.1 angeordnet. In Fig. 1 ist der Schlitten 4 mit dem Geschoß 8 in der Ausgangsposition vor Beginn des Beschleunigungsvorgangs dargestellt. In der Endlage des Schlittens 4 liegt der Anschlag 7.3 unmittelbar am hinteren Ende des Waffenrohres 1 an.

[0014] Einzelheiten über die Konstruktion des Schlittens 4 und des Stoßdämpfers 7 können in einer beispielhaften Darstellung dem Dokument EP 0 352 584 B1 entnommen werden.

[0015] Der Kolben-Zylinderantrieb 6 wird durch ein pneumatisches Steuersystem 19 angetrieben, das in den Fig. 2 und 3 genauer dargestellt ist. Wie Fig. 2 zu entnehmen, ist der Arbeitsanschluß 6.1 des Kolben-Zylinderantriebs 6 über ein schnellöffnendes, elektromagnetisch betätigbares Steuerventil 10 einerseits mit einem Auslaß und andererseits mit einer Druckreduziereinheit 20, die weiter unten näher beschrieben wird, und einem Druckluftspeicher 11 verbindbar. Die Druckreduziereinheit 20 ist in üblicher Weise an eine Druckluftquelle 14 angeschlossen. Der Rücklaufanschluß 6.2 des Kolben-Zylinderantriebs 6 ist über ein Schnellentlüftungsventil 12 einerseits an einen Auslaß und andererseits über ein zweites elektromagnetisch ansteuerbares Steuerventil 13, unter Zwischenschaltung eines Druckbegrenzers 16, einerseits an den Druckluftspeicher 11 und andererseits an einen Auslaß anschließbar. Durch die kurze Schaltzeit des Steuerventils 10 wird erreicht, daß der benötigte Volumenstrom schnell am Kolben-Zylinderantrieb 6 zur Verfügung steht. Bei Einleitung der Beschleunigung steht so schlagartig ein Druck zur Verfügung, durch den der Kolben nach vorne geführt wird und den Schlitten beschleunigt. Dabei wird die auf der anderen Seite des Kolbens befindliche Luftsäule beim Beschleunigungshub über das Schnellentlüftungsventil 12 ausgestoßen. Am Ende des Beschleunigungshubes wird der Schlitten 4 abgebremst und der Schlitten in die Ausgangslage zurückgeführt. Dies kann entweder durch die Restenergie des beispielsweise mit einer Reibungsfeder versehenen Stoßdämpfers 7 geschehen, wobei der Kolben-Zylinderantrieb 6 als Stoßdämpfer wirkt, indem die Luft durch den Arbeitsanschluß 6.1 und das entsprechend umgesteuerte Steuerventil 10 über eine Drossel 15 geführt wird oder die Rückführung geschieht, indem der Rücklaufanschluß 6.2 über das zweite Steuerventil 13 und einen Druckbegrenzer 16 mit dem Druckluftspeicher 11 verbunden wird.

[0016] Zwischen der Druckluftquelle 14 und dem schnellöffnenden Steuerventil 10 ist die Druckreduziereinheit 20 angeordnet, die, wie Fig. 3 zu entnehmen, ein Proportional-Druckregelventil 20.1 aufweist, das von einer elektrischen Steuereinheit 18 angesteuert wird. Der elektrischen Steuereinheit 18 werden die für die jeweilige Elevation des Waffenrohres 1 ermittelten Steuersignale aus der Feuerleitanlage 17 oder einem anderen Stellungsgeber z.B. dem Winkelgeber 17.1 des Geschützes zugeführt. Hierdurch wird erreicht, daß bei abnehmender Elevation der Ansetzdruck reduziert wird, und zwar nach Gesetzmäßigkeiten wie sie eingangs erläutert wurden und weiter unten anhand von Fig. 4 noch einmal veranschaulicht werden.

[0017] Der Eingangsdruck P₁ der Druckreduziereinheit 20 ist der von der Druckquelle 14 gelieferte Druck, während der Ausgangsdruck P₂ dem in Abhängigkeit von dem Elevationswinkel reduzierten Druck entspricht. Wie Fig. 3 zu entnehmen, ist innerhalb der Druckreduziereinheit 20 dem Proportional-Druckregelventil 20.1 ein manuell betätigbares Druckreduzierventil 20.3 parallel geschaltet. Das Proportional-Druckregelventil 20.1 und das Druckreduzierventil 20.3 werden wahlweise über ein elektromagnetisches Umschaltventil 20.2 mit dem schnellöffnenden Steuerventil 10 verbunden, wobei die Schaltung so ist, daß das elektromagnetische Umschaltventil 20.2 im stromlosen Zustand, also in einem Notfall das manuell betätigbare Druckreduzierventil 20.3 mit der zum schnellöffnenden Steuerventil 10 führenden Leitung verbindet. Somit kann bei einem Ausfall der elektrischen Energie und damit bei einem Ausfall der Ansteuerung der Druckreduziereinheit im Notbetrieb der für unterschiedliche Elevationswinkel unterschiedliche Ansetzdruck von Hand jeweils am Druckreduzierventil 20.3 eingestellt werden.

[0018] In Fig. 4 ist in graphischen Darstellungen die Abhängigkeit der Ansetzgeschwindigkeit V_Ans vom Elevationswinkel El dargestellt.

[0019] Die gestrichelte Kurve ST zeigt die Abhängigkeit der Ansetzgeschwindigkeit vom Elevationswinkel bei einem üblichen Geschoßansetzer nach dem Stand der Technik, bei dem über den gesamten Elevationsbereich mit dem gleichen Ansetzdruck gearbeitet wird.

[0020] Die Kurve I entspricht der Beziehung

während die Kurve II der Beziehung

entspricht. Die Kurven I und II definieren eine obere und eine untere Grenze für den Bereich, der bei bestimmten Elevationswinkeln zulässigen Ansetzgeschwindigkeiten.

[0021] Versuche haben ergeben, daß, wenn sich die Ansetzgeschwindigkeiten in Abhängigkeit vom Elevationswinkel in den angegebenen Bereichen und insbesondere im mittleren Bereich zwischen Kurve I und Kurve II halten, die Ansetzkräfte über den gesamten Elevationsbereich nahezu konstant verlaufen.

Ansprüche

1. Geschoßansetzer für ein Artilleriegeschütz, das ein in Elevation schwenkbares Rohr aufweist, mit einem hinter dem Waffenrohr angeordneten Schlitten, der eine fluchtend zum Ladungsraum angeordnete Aufnahmevorrichtung mit einem Angriffselement am hinteren Ende für das Geschoß trägt und über eine Führung bewegbar auf einer parallel zur Waffenrohrachse verlaufenden Führungsbahn geführt ist und der mit einem pneumatischen Kolben-Zylinderantrieb zur Beschleunigung in Richtung auf das Waffenrohr gekoppelt ist und eine Bremsvorrichtung zur Abbremsung in einem vorgegebenen Abstand vor dem Waffenrohrende aufweist, wobei der Antrieb des Kolben-Zylinderantriebs über ein pneumatisches Steuersystem erfolgt mit einem schnellöffnenden Steuerventil, über welches der Arbeitsanschluß des Kolben-Zylinderantriebs wahlweise an eine Druckluftquelle oder einen Auslaß anschließbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Druckluftquelle (14) und dem schnellöffnenden Steuerventil (10) eine Druckreduziereinheit (20) angeordnet ist mit einem von einer elektrischen Steuereinheit (18) angesteuerten Proportional-Druckregelventil (20.1), wobei der elektrischen Steuereinheit (18) Signale zugeführt werden, die von der Feuerleitanlage (17) oder einem Stellungsgeber (17.1) bereitgestellt werden, und die Ansteuerung des Proportional-Druckregelventils (20.1) derart ist, daß bei abnehmender Elevation der Ansetzdruck gemäß einer vorgegebenen Gesetzmäßigkeit reduziert wird.

2. Geschoßansetzer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ansetzdruck bei abnehmender Elevation derart reduziert wird, daß die Ansetzgeschwindigkeit (V_Ans) in Abhängigkeit von der Elevation (El) folgender Beziehung genügt:

wobei A = 5,3 bis 5,8, B = 0,0516, C = 0,000019 und D = 0,0000035 ist.

3. Geschoßansetzer nach Anspruche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß dem Proportional-Druckregelventil (20.1) ein manuell betätigbares Druckreduzierventil (20.3) parallel geschaltet ist, welches bei Stromausfall im Notbetrieb an Stelle des Proportional-Druckregelventils (20.1) zwischen die Druckluftquelle (14) und dem schnellöffnenden Steuerventil (10) einschaltbar ist.

4. Geschoßansetzer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Proportional-Druckregelventil (20.1) und das Druckreduzierventil (20.3) wahlweise über ein elektromagnetisches Umschaltventil (20.2) mit dem schnellöffnenden Steuerventil (10) verbindbar sind, wobei das elektromagnetische Umschaltventil (20.2) im stromlosen Zustand auf das Druckreduzierventil (20.3) schaltet.

Zeichnung