DE2939547A1

DE2939547A1 - Infinitely variable speed drive for gun-laying - uses two electric motors driving gun and outer wheels of planetary gear

Info

Publication number: DE2939547A1
Application number: DE19792939547
Authority: DE
Inventors: Lutz 8019 Aßling Hamann; Klaus-Jürgen 8046 Garching Peter; Manfred 8015 Markt Schwaben Schindler
Original assignee: Ficht GmbH
Current assignee: Ficht GmbH
Priority date: 1979-09-28
Filing date: 1979-09-28
Publication date: 1981-04-09

Abstract

The sun wheel of a planetary gear is driven at constant speed by an electric motor (M1). The outer wheel is driven, via a reduction gear, by a second electric motor (M2). Output is taken from the planet wheel carrier. Gear ratios are chosen so that, with both motors running at the same speed, the output shaft is stationary. Varying the speed of the second motor turns the output shaft forwards or backwards at a speed proportional to the difference of the two motor speeds. This mechanism is used for an infinitely variable speed drive for gunlaying. Both motors have speed control circuits responding to the outputs of comparator circuits. The constant speed motor has a tacho-generator whose output is compared with a fixed reference. The output from an angle encoder on the output shaft is cop compared with an aiming signal to control the variable speed motor. The aiming signal may come from fire control equipment or from a manual control.

Description

Einrichtung zum Steuern Device for controlling

von Lafetten Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Steuern von Lafetten mit mindestens einem Antriebsmotor und einem zwischen Antriebsmotor und Lafette geschalteten Getriebe. of mounts The invention relates to a device for controlling of mounts with at least one drive motor and one between the drive motor and carriage-shifted gearbox.

Mit Hilfe solcher auch als Richtgetriebe bezeichneter Antriebe werden die Rohre von Geschützen sowohl im Azimut als auch in der Elevation auf ein zum Beispiel mittels eines Zieleinweisungsradars erfaßtes Ziel ausgerichtet, unter Einhaltung der aufgrund ballistischer Erfordernisse notwendigen Vorhaltewinkel. Während für das Auffassen eines zu bekämpfenden Zieles große Stellwege notwendig sind, werden für das Nachführen auf das einmal erfaßte Ziel relativ geringe Stellwege benötigt. Unabhängig von seiner Größe ist der Stellweg mit sehr hoher, jederzeit reproduzierbarer Genauigkeit einzustellen, und zwar unabhängig von der Drehrichtung mit relativ großer Winkelgeschwindigkeit und sehr hoher Dämpfung. Eine weitere Erschwernis ist darin zu sehen, daß das Richten eines Geschützes sowohl über von Hand als auch über von Feuerleitgeräten erzeugte Stellsignale in gleicher Weise durchführbar sein muß. Die Anforderungen an solche Einrichtungen sind daher hoch.With the help of such drives, also referred to as straightening gears, the barrel of guns in both azimuth and elevation on one to the Example target detected by means of a targeting radar aligned, in compliance the lead angle required due to ballistic requirements. While for the perception of a target to be combated large travel distances are necessary relatively short travel distances are required for tracking to the target once it has been detected. Regardless of its size, the travel range is very high and can be reproduced at any time Set accuracy, regardless of the direction of rotation with a relatively large Angular velocity and very high damping. Another complication is therein to see that aiming a gun can be done over by hand as well as over by Control signals generated by fire control devices must be feasible in the same way. The requirements for such facilities are therefore high.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine neue, wenig Raum einnehmende Einrichtung zum Steuern von Lafetten zu schaffen, die mittels elektrischer Signale ansteuerbar ist und ein Richten mit großer Geschwindigkeit und hoher GenauigW keit in einander entgegengesetzten Drehrichtungen über lange Betriebszeiten sicher und mit kleinstmöglichem Lagerspiel ermöglicht und deren Änsprechgeschwindigkeit und deren Dämpfung groß ist.The invention is based on the object of a new, little space-consuming To create a device for controlling mountings by means of electrical signals can be controlled and straightening at high speed and high accuracy in opposite directions of rotation safely and over long operating times with the smallest possible bearing clearance and their Ännach Speed and whose attenuation is great.

Ausgehend von einer Einrichtung der eingangs genannten Art.Based on a facility of the type mentioned above.

ist diese Aufgabe gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß das Getriebe ein zwei Eingänge und einen Ausgang aufweisendes Planetenradgetriebe ist, dessen eingänge mit gleichen oder unterschiedlichen Drehzahlen antreibbar sind, und durch eine die Drehzahldifferenz zwischen beiden Eingängen bestimmmende elektronische Regelschaltung.this object is achieved according to the invention in that the transmission is a planetary gear having two inputs and one output, its inputs can be driven at the same or different speeds, and through an electronic one that determines the speed difference between the two inputs Control circuit.

Weitere Merkmaie der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.Further features of the invention emerge from the subclaims.

Durch die Verwendung eines an sich bekannten, ein hohes Übersetzungsverhältnis ermöglichenden Planetenradgetriebes mit zwei ständig antreibbaren Eingängen und einem Ausgang, der nur dann eine Drehbewegung ausführt, wenn die Eingangsdrehzahlen unterschiedlich sind, ist ein sehr schnelles und genaues Richten einer Lafette möglich. Über die elektronische Regelschaltung können Bruchteile von Prozenten als Drehzahlunterschiede zwischen beiden Eingängen des Planetenradgetriebes eingestellt werden, so daß der Ausgang Drehbewegungen in der Größenordnung von Bogensekunden ausführt. Für eine Drehrichtungsumkehr ist lediglich der eine Eingang gegenüber dem anderen Eingang in seiner Drehzahl ins Langsade bzw. ins Schnelle zu steuern. Da die Drehzahlregelung der Antriebseinheiten über eine elektronische Regelschaltung erfolgt, sind die Ansteuersignale in gleich einfacher Weise sWohl von Hand als auch von einer entfernten Feuerleitanlage erzeugbar. Drehrichtungsumschaltungen der Antriebseinheiten sind nicht notwendig, so daß sehr schnelle Richtungsänderungen einer Richtbewegung möglich sind. Ein weiterer Vorteil ist darin zu sehen, daß mit dem gleichen Getriebe sowohl große Richtbewegungen, die für das Auffassen eines Zieles notwendig sind, als auch sehr kleine Richtbewegungen, die für die Einhaltung des Vorhaltes und des Aufsatzwinkels notwendig sind, durchführbar sind. Da sich Lagerlose in Planetenradgetrieben leicht vermeiden lassen, ist ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Einrichtung eine hohe Richtgenauigkeit, die zu hoher Schußgenauigkeit führt. Die Antriebsmotoren können in ihrem optimalen Drehmomentbereich betrieben werden, da erfindungsgemäß die Abtriebsdrehzahl Null bei Gleichlauf beider Eingänge erzielt wird.By using a known, high gear ratio enabling planetary gear with two continuously drivable inputs and an output that only rotates when the input speeds are different, a very quick and precise alignment of a carriage is possible. Fractions of percentages can be used as speed differences via the electronic control circuit be set between the two inputs of the planetary gear, so that the Output rotates on the order of seconds of arc. For one Reversal of the direction of rotation is only one input compared to the other input to steer in its speed into slow or fast. Because the speed control the drive units takes place via an electronic control circuit, the control signals are equally simple, either by hand or by one remote fire control system can be generated. Change of direction of rotation of the drive units are not necessary, so that very rapid changes in direction of a directional movement possible are. Another advantage is that with the same gear both large directional movements that are necessary to grasp a target, as well as very small directional movements that are necessary for compliance with the lead and the Attachment angles are necessary, are feasible. Since there are no bearings in planetary gears Can easily be avoided is a further advantage of the device according to the invention a high leveling accuracy, which leads to high shooting accuracy. The drive motors can be operated in their optimal torque range, since according to the invention the output speed zero is achieved with synchronism of both inputs.

Schließlich ist der Raumbedarf gering und die Wartung einfach, da nur wenige, betriebssicher arbeitende Bauelemente benötigt werden.After all, there is little space required and maintenance simple only a few, operationally reliable components are required.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand zweier in der Zeichnung schematisch dargestellter Ausführungsbeispiele beschrieben.The invention is shown schematically below with reference to two in the drawing illustrated embodiments described.

Es zeigen: Figur 1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer Einrichtung zum Steuern von Lafetten und Figur 2 eine modifizierte Ausführungsform der Einrichtung nach Figur 1.They show: FIG. 1 a first exemplary embodiment of a device for controlling mounts and FIG. 2 a modified embodiment of the device according to Figure 1.

Um ein von Hand oder über eine Feuerleitanlage erzeugtes, einen Azimut- oder einen Elevationswinkel verkörperndes elektrisches Steuersignal in eine reale Winkelstellung einer eine Waffe tragenden Lafette überführen zu können, ist, wie in Figur 1 dargestellt, ein Planetenradgetriebe PG vorgesehen, das zwei motorisch angetriebene Eingänge E1 und E2 und einen Ausgang A aufweist. Jedem Antriebs-Motor M1 und M2 ist eine Regelschaltung zugeordnet, die in Figur 1 durch einen Regler R1 bzw. durch einen Regler R2 dargestellt sind. Dem Einwirkpunkt P1 des ersten Regelkreises wird das eingangs genannte Steuersignal zugeführt.To obtain an azimuth generated by hand or by a fire control system or an electrical control signal embodying an elevation angle into a real one To be able to transfer angular position of a gun-carrying mount is how shown in Figure 1, a planetary gear PG provided, the two motorized driven inputs E1 and E2 and an output A. Every drive motor A control circuit is assigned to M1 and M2, which is represented in FIG. 1 by a controller R1 and are represented by a controller R2. The point of action P1 of the first control loop the control signal mentioned at the beginning is supplied.

Dem Einwirkpunkt P1 wird ferner der über einen Stellungsgeber SG am Ausgang A des Planetenradgetriebes PG ermittelte Istwert zugeführt. Dem Einwirkpunkt P2 des zweiten Regelkreices wird als Sollwert ein eine fests Drehzahl n verkörperndes Eingangssignal und als Istwert die von einem Drehzahlgeber DG ermittelte Drehzahl des Eingangs E2 des Planetenradgetriebes zugeführt.The point of action P1 is also the via a position transmitter SG on Output A of the planetary gear set PG supplied the determined actual value. The point of action P2 of the second control loop becomes a setpoint value which embodies a fixed speed n Input signal and, as the actual value, the speed determined by a speed sensor DG of the input E2 of the planetary gear.

Das Planetenradgetriebe PG besteht aus einem Sonnenrad S, dessen Welle der Eingang E2 ist, und aus Planetenrädern P, die mit dem Sonnenrad S in Eingriff sind und sich auf einem Hohlrad H abstützen, das über ein Zwischenrad Z angetrieben ist und den Eingang E1 bildet. Die Planetenräder sind über einen Planetenträger PT verbunden, dessen Achse den Ausgang A bildet. Die Übersetzungsverhältnisse des Planetenradgetriebes sind nun so gewählt, daß bei gleichen Drehzahlen der Eingänge E1 und E2 am Ausgang A die Drehzahl Null ist.The planetary gear set PG consists of a sun gear S, whose shaft the input is E2, and planetary gears P, which mesh with the sun gear S. and are supported on a ring gear H, which is driven via an intermediate gear Z. and forms the input E1. The planet gears are via a planet carrier PT connected, the axis of which forms output A. The gear ratios of the Planetary gears are now chosen so that the inputs are at the same speed E1 and E2 at output A the speed is zero.

Die Wirkungsweise der beschriebenen Einrichtung ist folgende: Uber die Regler R1 und R2 werden die Antriebsmotoren M1 und M2 so gesfuert, daß sie gleiche Drehzahlen aufweisen, die so gewählt sind, daß die Antriebsmotoren in ihren optimalen Drehmoment-Bereichen arbeiten. Am Ausgang A erscheint dabei entsprechend der Auslegung des Planetenradgetriebes PG die Drehzahl Null. s Sobald in den ersten Regelkreis ein Steuersignal eingespeist wird, verändert der Regler R1 des ersten Regelkreises entsprechend der Größe dieses Steuersignals die Drehzahl n1 des Antriebsmotors M1, so daß am Ausgang eine von Null abweichende Drehzahl auftritt. Betragen beispielsweise die Drehzahlen der Eingänge E1 und E2 je 2000 U/min; so erscheint am Ausgang A die Drehzahl Null. Wird dagegen die Drehzahl n1 auf 1999 U/min geregelt, so wird sich am Ausgang A entsprechend des Getriebeübersetzungsverhältnisses eine Drehzahl mit beispielsweise positiver Drehric-htung einstellen. Bei. Erhöhung der Drehzahl n1 auf 2001 U/min erfolgt wiederum entsprechend des Getriebeübersetzungsverhältnisses die gleiche Drehzahl, jedoch mit entgegengesetzter Drehrichtung.The operation of the device described is as follows: Uber the controllers R1 and R2, the drive motors M1 and M2 are controlled so that they are the same Have speeds that are chosen so that the drive motors in their optimal Torque ranges work. At output A appears according to the design of the planetary gear PG the speed zero. s As soon as a control signal is fed into the first control loop is changed, the controller R1 of the first control loop according to the size of this Control signal the speed n1 of the drive motor M1, so that at the output one of Speed deviating from zero occurs. For example, are the speeds of the inputs E1 and E2 each 2000 rpm; so zero speed appears at output A. Will against it if the speed n1 is regulated to 1999 rpm, output A will be correspondingly of the transmission gear ratio, a speed with, for example, positive Set the direction of rotation. At. The speed n1 is increased again to 2001 rpm the same speed according to the gear ratio, however with opposite direction of rotation.

Bei dem in Figur 2 dargestellten Ausführungsbeispiel sind die der Figur 1 entsprechenden Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen.Anstelle des Antriebsmotos M1 ist jedoch ein Regelgetriebe RG vorgesehen, das über ein Winkelgetriebe WG vom Antriebsmotor M2 angetrieben ist. Auch hier werden im Normalerzustand beide Eingänge E1 und E2 mit gleichen Drehzahlen angetrieben. Beim Auftreten eines Steuersignals verstellt dagegen der Regler R1 das Regelgetriebe RG in Abhängigkeit der Größe dieses Steuersignals derart., daß die gewünschte, Winkelstellung des Ausgangs A erzielt wird. Auch hier wird der Antriebsmotor M2 im Bereiche seines optimalen Drehmoment- , Bereiches betrieben.In the embodiment shown in Figure 2 are the Parts corresponding to FIG. 1 are provided with the same reference numerals. Instead of the drive motor M1, however, a variable speed gear RG is provided, which has an angular gear WG from Drive motor M2 is driven. Here, too, both inputs are in the normal state E1 and E2 driven at the same speeds. When a control signal occurs on the other hand, the controller R1 adjusts the control gear RG as a function of its size Control signal such. That the desired angular position of the output A is achieved will. Here, too, the drive motor M2 is used in the range of its optimum torque , Area operated.

Claims

PATENT CLAIMS 1. Device for controlling mounts with at least a drive motor and a gear connected between the drive motor and the carriage, in that the gearbox (PG) has two inputs (E1, E2) and an output (A) having planetary gear, whose inputs (E1 and E2) can be driven at the same or different speeds, and by an electronic one that determines the speed difference between the two inputs Control circuit (R1, R2).

2. Device according to claim 1, characterized in that g e k e n n z e i c h -n e t that one input (E2) of the planetary gear (PG) the sun gear (S) and the other input (E1) is the ring gear that supports the planetary gears (P) (H) is, d & ß the output (A) of the planetary gear of the planetary gear carrier (PT) and that the gear ratios are preferably chosen so that at the same input speeds (n1, n2) the output speed is zero.

3. Device according to claims 1 and 2, characterized in that g e k e n n -z e ic h n e t that each input (E1, E2) comes from a speed-controlled drive motor (M1, M2) is driven.

4 device according to claims 1 and 2, characterized g e -k e n n z e ic h n e t that only one input (E2) from a speed-controlled drive motor (M2) is driven, while the other input (E1) via a speed-regulating Gearbox (RG) is driven by the drive motor.

5. Device according to claim 3, characterized in that g e k e n n -z e i c h n e t that a control circuit (R1) keeps the speed of one drive motor (M1) constant holds, and another control circuit (R2) the speed of the second drive motor (M2) controls proportionally to a control signal.

6. Device according to claim 4, characterized in that g e k e n n -z e i c h n e t that a control circuit (R2) keeps the speed of the drive motor (M2) constant and a further control circuit (R1) a speed-regulating transmission (RG) proportional of the control signal adjusted.

7. Device according to claims 1 and 2, characterized g e -k e n n z e i c h n e t that the one drive motor (M2) with the sun gear (S) directly and the other drive motor (M1) with the ring gear (H) via a further transmission stage (Z) is indirectly connected.