EP1470384A1 - RICHTANLAGE FüR EINEN RAKETENWERFER - Google Patents

RICHTANLAGE FüR EINEN RAKETENWERFER

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Publication number
EP1470384A1
EP1470384A1 EP03704261A EP03704261A EP1470384A1 EP 1470384 A1 EP1470384 A1 EP 1470384A1 EP 03704261 A EP03704261 A EP 03704261A EP 03704261 A EP03704261 A EP 03704261A EP 1470384 A1 EP1470384 A1 EP 1470384A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
motor
drive shaft
rocket launcher
electric motor
control
Prior art date
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Granted
Application number
EP03704261A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP1470384B1 (de
Inventor
Wilfried Hartmann
Timo Rinke
Bernhard Stehlin
Andreas Noll
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
KNDS Deutschland GmbH and Co KG
Original Assignee
Krauss Maffei Wegmann GmbH and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Krauss Maffei Wegmann GmbH and Co KG filed Critical Krauss Maffei Wegmann GmbH and Co KG
Publication of EP1470384A1 publication Critical patent/EP1470384A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP1470384B1 publication Critical patent/EP1470384B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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
    • F41A27/00—Gun mountings permitting traversing or elevating movement, e.g. gun carriages
    • F41A27/28—Electrically-operated systems

Definitions

  • the invention relates to a targeting system for a rocket launcher, in particular a targeting system for aligning the rockets when firing at a predetermined target.
  • the functional elements of a conventional straightening system are shown in Fig. 1.
  • the output line 10 of a motor 9 drives the input line 8 of a safety brake device which closes under load.
  • the engine in the military missile launchers is a hydraulic engine.
  • the rocket launcher installed on a vehicle is referred to below as a load.
  • the output shaft 10 of the safety braking device is connected to the load.
  • the load itself is not shown in this description.
  • the function of the safety braking device is to to keep the load driving down even in the event of failure or incorrect control of the holding brake on the motor (the holding brake on the motor is not shown in FIG. 1) or failure or malfunction of the drive motor and to prevent it from falling uncontrollably. Furthermore, when the unbalanced load is lowered, the brake converts the potential energy into heat that would otherwise heat up the oil.
  • an improved type of hydraulic drive is also known, the oil being conveyed into a pressure container when the load is lowered in order to store the potential energy.
  • the back pressure of this accumulator is also used to brake the falling load if the motor control fails or the motor malfunctions.
  • Hydraulic oil must be disposed of drive efficiency is low, noise is high and oil is flammable.
  • this safety brake device for the individual operating states is described in detail below with reference to FIG. 1.
  • the invention can also be used with other safety brake devices.
  • the output shaft 1 of the braking device is toothed with an inner disk carrier 2 of a disk brake.
  • the output shaft 1 and the inner disk carrier 2 can be axially displaced relative to one another, but the two shafts 1 and 2 are connected to one another in the radial direction.
  • the multi-disc brake 3 is closed by the bias of a torsion spring 4, which rotates the two shafts 2 and 8, by the action of the inclined surfaces 5 and 5 '.
  • the outer plate carrier 6 is supported on a backstop 7, which does not allow rotation in the direction - load downwards. The brake is now effective and the rocket launcher is held in its position.
  • the drive shaft 8 is driven by the motor against the load.
  • the multi-disc brake is further compressed by the inclined surfaces 5 and 5 ' remains closed as long as the load is pointing downwards.
  • the outer disks of the disk brake are supported in a disk carrier 6 against rotation.
  • This disk carrier 6 is in turn connected to a freewheel 7.
  • This freewheel 7 is freely rotatable in the direction - load upwards. The brake device can thus rotate freely with the motor and raise the load.
  • the drive shaft 8 turns the closed brake against the bias of the torsion spring 4 until the inclined surfaces 5 and 5 'release the pressure on the brake discs and the torque of the brake is less than the torque of the load driving downwards.
  • the output shaft 1 can only rotate as fast as the shaft 8 is driven. As soon as the load tries to overtake the shaft 8, the brake is over the inclined surface 5 and 5 ! closed and the brake is closed.
  • the safe support of the load achieved with this device could also be achieved with a self-locking gear or a self-locking spindle or screw installed in the drive train.
  • the advantage of the safety brake according to the prior art described above, compared to such a self-locking transmission, is that the device described has a much better efficiency when lifting the load than, for example, would be the case with a self-locking snail.
  • a major disadvantage of the above-described design with the safety brake, as with any self-locking transmission, is, however, that when the load is lowered, the potential energy contained in the load is completely converted into friction energy.
  • the brake wears out and the brake heats up. Wear limits the number of operations of the straightening system and thus the service life of the brake.
  • the heating of the system also limits the Number of successive downward straightening processes.
  • the braking work per unit time of each friction brake is limited, which limits the speed when lowering the load.
  • the object of the invention is to provide a straightening system for a rocket launcher which avoids the disadvantages mentioned above.
  • the drive for straightening a weapon system uses a self-closing safety brake device and an electric motor arranged on the output shaft of the safety brake device, the electric motor being controlled in such a way that it supports the previous drive when the load is lifted and energy is recovered when the load is lowered allows.
  • the energy for the straightening process is taken from the vehicle battery.
  • the battery is discharged when the load is started. Lowering the load requires less energy from the battery than starting it up, but conventionally, no energy could be returned to the battery. Therefore, the battery had to be charged by the vehicle's internal combustion engine after a short time, which led to undesirable noise generation. According to the invention, rapid battery discharge and undesirable noise generation can be avoided.
  • the straightening system according to the invention uses a conventional safety brake for the greatest possible safety and also the advantages of electrical drive technology.
  • control of the drive motor is designed such that it is only used to open the safety brake when lifting, while the additional electric motor can be controlled such that it causes the torque to lift the load.
  • control of the additional electric motor is designed in such a way that it only brings about an additional torque when particularly high torques are required to lift the load.
  • control of the drive motor is designed such that it is controlled with the same control law when the load is raised and lowered, while the control of the additional electric motor is designed such that it is controlled with a non-linear control law.
  • FIG. 1 is a sectional view of the structure of a drive of a conventional safety brake for a straightening system
  • Fig. -2 is a sectional view of an improved drive of a straightening system
  • Fig. 3 is a block diagram for controlling a straightening system according to the invention with electric motors.
  • FIG. 2 shows a safety brake according to FIG. 1 with a further motor 11, which acts on the output shaft 1 of the brake.
  • the idle state carried out in the prior art - holding the load against the weight - is carried out by the same elements as described in connection with FIG. 1.
  • the raising of the weapon is carried out by both motors 9 and 11.
  • the motor torques are summed up mechanically.
  • the load is advantageously lowered as follows:
  • the motor 9 must open the safety brake by rotating it.
  • the downward movement of the load cannot take place faster than is specified by the rotation of the brake by this motor 9.
  • the energy required on the motor 9 is always positive, that is to say the motor requires energy from the power supply to open the brake and, due to the function of the safety brake already described, cannot work in generator mode.
  • the driving potential energy of the load is converted into heat in the brake.
  • the motor 11 is controlled to operate in generator mode when the load is shut down and at least a portion of the potential energy of the load into the power source i.e. the battery of the straightening system, preferably the vehicle battery, feeds back.
  • the power source i.e. the battery of the straightening system, preferably the vehicle battery.
  • FIG. 3 shown block diagram used. It describes the main mechanical and electrical functional elements of the drive system as transmission blocks and the interaction of the blocks as connecting lines.
  • a target signal 12 for the position of the rockets during launch which e.g. is calculated by a fire control computer, specifies the position of the load.
  • the current position 13 of the load is determined with a position transmitter (not shown) and compared with the target signal 12 in order to calculate a position error signal 14.
  • the position controller 15 transmits a signal 16, which is dependent on the size of the position deviation 14, as the speed setpoint 16.
  • This speed setpoint 16 is compared with the motor speed 17 measured on the motor 9 '.
  • the difference between the two signals 16 and 17 is passed on to the speed controller 19 as a speed error signal 18.
  • the motor 9 ' is identical to the motor 9 shown in FIGS. 1 and 2.
  • the speed controller 19 transmits a signal 20 which is dependent on the error signal 18 to the current controller 21 of the motor 9 '.
  • the motor 9 ' generates the motor torque 23 v from the current predetermined by the current controller, which sets the output shaft 24 to rotate at the speed 17 depending on the counter torque acting.
  • the control of the motor 9 ' is thus carried out according to the principle of cascade control known in the art.
  • the output of the current regulator 22 specifies the current required for the movement of the motor 9 ′. It is irrelevant whether the motor is a three-phase current or a direct current motor.
  • the output torque 23 of the motor is determined in each case by an electrical current associated with the motor.
  • the torque 23, which the engine outputs, is in the drive shaft of the engine 10 and with this connected mechanical parts 24 converted into a rotation, which is measured as speed 17 and compared as described with the speed setpoint 16 of the motor
  • the current setpoint signal 20 is also forwarded in the system according to this invention via a non-linear signal transmission block 25 to the control circuit of the second motor 11 '.
  • a signal 26 is formed depending on the size and sign of the current setpoint 20 '.
  • a signal 26 proportional to the signal 20' with the same sign as the current setpoint 20 ' is formed.
  • no signal is forwarded, then a proportional negative signal.
  • a torque driving upward in the direction of the load is generated.
  • a current value 28 that is proportional to the signal 20 is offered to the current controller 28 of the second motor 11.
  • This positive current setpoint 26, as defined by the motor 11 ', causes a torque on the load which acts in the same direction upwards as the torque of the motor 9'.
  • the transmission blocks of the control circuit for the motor 11 ' namely the current regulator 28, the motor 11' and the mechanical parts 29 connected to the motor 11 ', effect the rotation of the motor, just like the control circuit described for the motor 10'.
  • the speed of the motor 11 ' is also measured and the speed signal 32 is offered to the speed controller 30 with a negative sign.
  • the speed controller 30 is not offered a speed setpoint, ie the setpoint is always zero.
  • the speed controller 30 does not pass on an output value 29 to the current controller 28 at positive speeds, that is, when the motor rotates in the direction of the load upwards. This ensures that the current controller 28 in this direction of rotation the setpoint is specified only by the setpoint 26, which is derived from the current setpoint of the current controller 19.
  • the rotation of the motor 11 ' is converted into a torque 34 via the mechanical parts 33.
  • the rotation of the motor 9 ' is also converted into a torque 36 via mechanical parts 35.
  • Both torques form a common torque 37 driving the load.
  • the summed torques 37 of the two motors accelerate the load when the sum of these torques is greater than the driving torques 38 of the load.
  • the magnitude of the driving torques of the load 38 depends on the position of the load and on the number of rockets on the rocket launcher, as indicated in the transmission block 39.
  • the structure of the control according to this functional model takes into account all load conditions.
  • the behavior of the control is described below for the individual operating states.
  • a current is specified for both motors 9 'and 11', which increases until the load moves upwards.
  • the speed controller 30 of the motor 11 'does not intervene in the control, since the output 29 is zero for this operating state.
  • Both motors obey the setpoint value, which is generated by the controllers 15 and 19 of the motor 9 as a result of the control deviations 14 and 16.
  • the motor 9 ' is given a current which is sufficient to open the safety brake and to rotate it in the load- ⁇ -down direction.
  • the load follows the speed of the motor 9 'and cannot overtake it.
  • the motor 11 ' is not on the signal 26 controlled as long as the load follows the engine speed.
  • the output value of the transmission block 25 remains zero.
  • the motor 11 ' is driven via the mechanical connection with the load in the direction of the load after.
  • the speed of the engine 1 1 ' is measured and fed to the speed controller 30 via the signal 32.
  • the speed controller 30 tries to regulate the speed to zero since there is no setpoint for the speed.
  • a counter torque to the driving load is built up as a function of the speed in the motor 11 '.
  • the engine 1 1 ' works in generator mode, i.e. electrical energy is fed back into the battery and the load is also slowed down.

Landscapes

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Description

Beschreibung
Richtanlage für einen Raketenwerfer
Die Erfindung betrifft eine Richtanlage für einen Raketenwerfer, insbesondere eine Richtaπlage zum Ausrichten der Raketen beim Abschuss auf ein vorgegebenes Ziel.
Die Funktionselemente einer herkömmlichen Richtanlage sind in Fig. 1 dargestellt. Die Ausgangsweüe 10 eines Motors 9 treibt die Eingangsweile 8 einer unter Last selbst schließenden Sicherheitsbremseinrichtung an. In den im militärischen Einsatz befindlichen Raketenwerfern ist der Motor ein Hydraulik-Motor. Der Raketenwerfer der auf einem Fahrzeug installiert ist, wird im folgenden als Last bezeichnet. Die Ausgangswelle 10 der Sicherheits- Bremseinrichtung ist mit der Last verbunden. Die Last selbst ist in dieser Beschreibung nicht dargestellt.
Die Funktion der Sicherheits-Bremseinrichtung ist es, die stark unwuchtige d.h. nach unten treibende Last auch bei Ausfall oder falscher Steuerung der Haltebremse am Motor (die Haltebremse am Motor ist in Fig. 1 nicht dargestellt) oder Ausfall oder Fehlfunktion des Antriebsmotors sicher zu halten und vor dem unkontrollierten Herunterstürzen zu sichern. Weiterhin setzt die Bremse beim Herablassen der unwuchtigen Last die potentielle Energie in Wärme um, die sonst das Öl aufwärmen würde.
Für die gleiche Anwendung ist auch eine verbesserte hydraulische Antriebsart bekannt, wobei das Öl beim Herabiassen der Last in einen Druckbehäiter befördert wird, um die potentielle Energie zu speichern. Dabei wird der Gegendruck dieses Speichers auch genutzt um bei Ausfall der Motorsteuerung oder bei Fehlfunktion des Motors die herabstürzende Last zu bremsen. Diese Antriebe kommen ohne Sicherheitsbremse aus, sie behalten aber den Nachteil der Hydraulik. Hydrauliköl muss entsorgt werden, die Antriebswirkungsgrade sind niedrig, die Geräuschentwicklung ist hoch und Öl ist brennbar.
Ebenfalls bekannt ist die Verwendung von geregelten bürstenlosen Elektromotoren für den Antrieb eines Raketenwerfers. Dabei muss eine Bremse jedoch extern angesteuert werden, um die Bremswirkung im Stillstand, bei Fehlfuπktion oder bei Ausfall des Motors zu erreichen. Diese Ausführung ist in bezug auf die Funktionssicherheit noch nicht erprobt und noch nicht bei der Truppe eingeführt.
Die Funktion dieser Sicherheitsbremseinrichtung wird für die einzelnen Betriebs- zustände anhand von Fig. 1 im folgenden im Detail beschrieben. Die Erfindung lässt sich jedoch ebenfalls mit anderen Sicherheitsbremseinrichtungen verwenden.
1. Funktionsbeschreibung für den Ruhezustand, d.h. der Raketenwerfer (die Last) soll in einer beliebigen Position gehalten werden:
Die Ausgangswelle 1 der Bremseinrichtung ist mit einem inneren Lamellenträger 2 einer Lamellenbremse verzahnt. Die Ausgangswelle 1 und der innere Lamellenträger 2 können axial gegeneinander verschoben werden, in radialer Richtung sind die beiden Wellen 1 und 2 jedoch miteinander verbunden.
Die Lamellenbremse 3 ist durch die Vorspannung einer Drehfeder 4, welche die beiden Wellen 2 und 8 verdreht, durch die Wirkung der Schrägflächen 5 und 5' geschlossen. Der äußere Lamellenträger 6, stützt sich auf einer Rücklaufsperre 7 ab, die in Richtung - Last nach unten - keine Drehung zulässt. Damit ist die Bremse wirksam und der Raketenwerfer wird in seiner Position gehalten.
2. Funktionsbeschreibung für die Funktion - Motor treibt die Last nach oben (Heben):
Die Antriebswelle 8 wird vom Motor gegen die Lastwirkung angetrieben. Die Lamellenbremse wird von den Schrägflächen 5 und 5' weiter zusammengedrückt und bleibt geschlossen, solange die Last nach unten gerichtet ist. Die äußeren Lamellen der Lamellenbremse sind in einem Lamellenträger 6 gegen Verdrehung abgestützt. Dieser Lamellenträger 6 ist seinerseits mit einem Freilauf 7 verbunden. Dieser Freilauf 7 ist in Richtung - Last nach oben - frei drehbar. Die Bremseiπricπtung kann somit ungehindert mit dem Motor drehen und die Last anheben.
3. Funktionsbeschreibung für die Funktion - Motor treibt die Last nach unten (Senken):
Die Antriebswelle 8 dreht gegen die Vorspannung der Drehfeder 4 die geschlossene Bremse soweit auf, bis die Schrägflächen 5 und 5' den Druck auf die Lamellen der Bremse freigibt und das Drehmoment der Bremse kleiner ist als das Drehmoment der nach unten treibenden Last.
Die Abtriebswelle 1 kann dabei nur so schnell drehen, wie die Welle 8 angetrieben wird. Sobald die Last versucht, die Welle 8 zu überholen, wird die Bremse über die Schrägflächeπ 5 und 5! zugedreht und die Bremse wird geschlossen.
Die mit dieser Einrichtung erreichte sichere Abstützuπg der Last könnte auch mit einem in dem Aπtriebsstrang eingebauten selbst hemmenden Getriebe oder einer selbst hemmenden Spindel oder Schnecke erreicht werden. Der Vorteil der oben beschriebenen Sicherheitsbremse nach dem Stand der Technik, gegenüber einem solchen selbst hemmenden Getriebe, ist es jedoch, dass die beschriebene Einrichtung über einen wesentlich besseren Wirkungsgrad beim Heben der Last verfügt, als dies z.B. bei einer selbst hemmenden Schnecke der Fall wäre.
Eine wesentlicher Nachteil der oben beschriebenen Ausführung mit der Sicherheitsbremse, wie auch bei jedem selbst hemmenden Getriebe, ist jedoch, dass beim Herablassen der Last, die potentielle Energie, die in der Last steckt, vollständig in Reibenergie umgesetzt wird. Dabei wird die Bremse abgenutzt und die Bremse wird erwärmt. Der Verschleiß begrenzt die Anzahl der Arbeitsvorgänge der Richtanlage und damit die Lebensdauer der Bremse. Die Erwärmung der Anlage begrenzt auch die Anzahl der aufeinanderfolgenden Richtvorgänge nach unten. Außerdem ist die Bremsarbeit pro Zeiteinheit jeder Reibungsbremse begrenzt, wodurch die Geschwindigkeit beim Herablassen der Last einschränkt ist.
Außerdem ist es insbesondere bei Richtanlagen für Waffen von großer Bedeutung, dass die Richtvorgäπge mit möglichst geringer Geräuschentwicklung durchgeführt werden können.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Richtanlage für einen Raketenwerfer anzugeben, die die oben genannten Nachteile vermeidet.
Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Erfindungsgemäß verwendet der Antrieb zum Richten einer Waffenanlage eine unter Last selbst schließende Sicherheitsbremsvorrichtung und einen auf der Ausgangswelle der Sicherheitsbremsvorrichtung angeordneten Elektromotor, wobei der Elektromotor so angesteuert wird, dass er beim Heben der Last den bisherigen Antrieb unterstützt und beim Senken der Last eine Rückgewinnung der Energie ermöglicht.
Bei der vorzugsweise auf einem Fahrzeug befestigten Richtanlage wird die Energie für den Richtvorgang aus der Fahrzeugbatterie entnommen. Die Batterie wird beim Hochfahren der Last entladen. Beim Herunterfahren der Last wird zwar eine geringere Energie aus der Batterie benötigt als beim Hochfahren, aber herkömmlicherweise konnte auch keine Energie in die Batterie zurückgeführt werden. Daher musste die Batterie nach kurzer Zeit von der Verbrennungsmaschine des Fahrzeuges geladen werden, was zu unerwünschter Geräuschentwicklung führte. Erfindungsgemäß kann eine schnelle Entladung der Batterie und eine unerwünschte Geräuschentwicklung vermieden werden Die erfindungsgemäße Richtanlage nutzt eine herkömmliche Sicherheitsbremse für eine größtmögliche Sicherheit und außerdem die Vorteile der elektrischen Antriebstechnik.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist die Steuerung des Antriebsmotors so ausgebildet, dass dieser nur zur Öffnung der Sicherheitsbremse beim Heben verwendet wird, während der zusätzliche Elektromotor so ansteuerbar ist, dass dieser das Drehmoment zum Heben der Last bewirkt.
Gemäß einer alternativen vorteilhaften Ausführungsform ist die Ansteuerung des zusätzlichen Elektromotors so ausgebildet, dass dieser nur dann ein zusätzliches Drehmoment bewirkt, wenn zum Heben der Last besonders hohe Drehmomente erforderlich sind.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist die Ansteuerung des Antriebsmotors so ausgebildet, dass dieser beim Heben und Senken der Last mit demselben Regelungsgesetz angesteuert wird, während die Ansteuerung des zusätzlichen Elektromotors so ausgebildet ist, dass dieser mit einem nicht-linearen Regelungsgesetz angesteuert wird.
Weitere vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen angegeben.
Im folgenden wird die vorliegende Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsformen in Zusammenhang mit den beiliegenden Zeichnungen erläutert. Dabei zeigen die Zeichnungen im einzelnen:
Fig. 1 eine Schnittansicht des Aufbaus eines Antriebs einer herkömmlichen Sicherheitsbremse für eine Richtanlage,
Fig. -2 eine Schnittansicht eines erfindungsgemäß verbesserten Antriebs einer Richtanlage und Fig. 3 ein Blockdiagramm zur Ansteuerung einer erfindungsgemäßen Richtanlage mit Elektromotoren.
Fig. 2 zeigt eine Sicherheitsbremse gemäß Fig. 1 mit einem weiteren Motor 11 , der auf die Ausgangswelle 1 der Bremse wirkt. Der im Stand der Technik ausgeführte Ruhezustand - Halten der Last gegen das Gewicht - wird dabei von den gleichen Elementen ausgeführt wie in Zusammenhang mit Fig. 1 beschrieben. Das Anheben der Waffe wird durch beide Motoren 9 und 11 übernommen. Die Motordrehmomente werden mechanisch summiert.
Das Absenken der Last wird bei der in Abb. 2 dargestellten Ausführung vorteilhafterweise wie folgt übernommen:
Der Motor 9 muss, wie bei Fig. 1 , durch eine Drehung die Sicherheitsbremse öffnen. Die Abwärtsbewegung der Last kann dabei nicht schneller erfolgen als es durch die Drehung der Bremse durch diesen Motor 9 vorgegeben wird. Die erforderliche Energie am Motor 9 ist dabei immer positiv, das heißt der Motor benötigt Energie aus der Stromversorgung, um die Bremse zu öffnen, und kann, aufgrund der bereits beschriebenen Funktion der Sicherheitsbremse, nicht im Generatorbetrieb arbeiten. Die zurücktreibende potentielle Energie der Last wird in der Bremse in Wärme umgesetzt.
Gemäß dieser Erfindung wird der Motor 11 so angesteuert, dass er beim Herunterfahren der Last im Generatorbetrieb arbeitet und mindestens einen Anteil der potentiellen Energie der Last in die Stromquelle d.h. die Batterie der Richtanlage, vorzugsweise die Fahrzeugbatterie, zurück speist. Diese Anordnung und Ansteuerung entlastet die Bremse und die Fahrzeugbatterie kann länger ohne Aufladung die Anlage versorgen. Die Sicherheitsfunktion der Bremse wird dabei nicht beeinträchtigt.
Eine Möglichkeit, die gemäß Fig. 2 verbundenen beiden Antriebsmotoren zusammen zu schalten und zu betreiben, ist im folgenden beschrieben. Zur Erläuterung wird das in Fig. 3 dargestellte Blockdiagramm herangezogen. Darin werden die wesentlichen mechanischen und elektrischen Funktionselemente des Antriebssystems als Übertragungsblöcke sowie das Zusammenwirken der Blöcke als Verbindungslinien beschrieben.
Ein Sollsignal 12 für die Position der Raketen beim Abschuss, welches z.B. von einem Feuerleitrechner berechnet wird, gibt die Position der Last vor. Die aktuelle Position 13 der Last wird mit einem Positionsgeber (nicht gezeigt) ermittelt und mit dem Sollsignal 12 verglichen, um ein Lagefehlersignal 14 zu berechnen.
Der Lageregler 15 gibt eine von der Größe der Lageabweichung 14 abhängiges Signal 16 als Geschwindigkeitssollwert 16 weiter. Dieser Geschwindigkeitssollwert 16 wird mit der am Motor 9' gemessenen Motorgeschwiπdigkeit 17 verglichen. Die Differenz der beiden Signale 16 und 17 wird als Geschwindigkeitsfehlersignal 18 an den Geschwindigkeitsregler 19 weitergegeben. Der Motor 9' ist dabei mit dem in der Fig. 1 und Fig. 2 dargestellten Motor 9 identisch. Der Geschwindigkeitsregler 19 gibt eine vom Fehlersignal 18 abhängiges Signal 20 an den Stromregler 21 des Motors 9' weiter. Der Motor 9' erzeugt aus dem vom Stromregler vorgegebenen Strom das Motordrehmomeπt 23v welches die Ausgangswelle 24 je nach angreifendem Gegendrehmomeπt in eine Drehung mit der Drehzahl 17 versetzt.
Die Regelung des Motors 9' ist somit gemäß dem in der Fachwelt bekannten Prinzip der Kaskadeπregelung ausgeführt. Es gibt andere Regelungsverfahren für Motoren, die ebenfalls angewendet werden können, um die Drehzahl und die Position der Last zu regeln. Diese sind hier nicht beschrieben, können aber ebenfalls angewendet werden.
Der Ausgang des Stromreglers 22 gibt den für die Bewegung des Motors 9'erforderlichen Strom vor. Es ist dabei unerheblich, ob der Motor ein Drehstrom oder ein Gleichstrommotor ist. Das abgegebene Drehmoment 23 des Motors wird in jedem Falle durch einen dem Motor zugeordneten elektrischen Strom bestimmt. Das Drehmoment 23, das der Motor abgibt, wird in der Antriebswelle des Motors 10 und den mit dieser verbundenen mechanischen Teilen 24 in eine Drehung umgesetzt, die als Drehzahl 17 gemessen und wie beschrieben mit dem Drehzahlsollwert 16 des Motors verglichen wird
Das Stromsollwertsignal 20 wird in der Anlage gemäß dieser Erfindung außerdem über einen nicht linearen Signalübertragungsblock 25 an den Regelkreis des zweiten Motors 11 ' weitergeleitet. Je nach Größe und Vorzeichen des Stromsollwertes 20' wird ein Signal 26 gebildet. Für positive Signale von 20' wird ein zum Signal 20' proportionales Signal 26 mit gleichem Vorzeichen wie der Stromsollwert 20' gebildet. Für negative Vorzeichen des Stromsollwertes 20' wird, bis zu einem bestimmten Betrag, kein Signal weitergeleitet, anschließend ein proportionales negatives Signal.
Für positive Werte des Stromsollwertes 20' gemäß dieser Definition im Motor ein in Richtung Last nach oben treibendes Drehmoment erzeugt. In diesem Falle, das heißt positivem Signal 20', wird dem Stromregler 28 des zweiten Motors 11 ein dem Signal 20 proportionaler Soliwert 26 angeboten. Dieser positive Stromsollwert 26 bewirkt nach Definition durch den Motor 11 ' an der Last ein Drehmoment, das in die gleiche Richtung nach oben wirkt, wie das Drehmoment des Motors 9'.
•
Die Übertragungsblöcke des Regelkreises für den Motor 11 ', nämlich der Stromregler 28, der Motor 1 1 ' und die mit dem Motor 11 ' verbundenen mechanischen Teile 29, bewirken, wie bereits der für den Motor 10' beschriebene Regelkreis, die Drehung des Motors. Die Drehzahl des Motors 11 ' wird ebenfalls gemessen und das Drehzahlsignal 32 dem Drehzahlregler 30 mit negativem Vorzeichen angeboten.
Als Besonderheit, dieser hier beschriebenen Regelung für den Motor 1 1 ', wird dem Drehzahlregler 30 kein Drehzahlsollwert angeboten, d.h. der Sollwert ist immer Null. Außerdem gibt der Drehzahlregler 30 bei positiven Drehzahlen, d.h. einer Drehung des Motors in Richtung Last nach oben, keinen Ausgangswert 29 an den Stromregler 28 weiter. Damit wird erreicht, dass in dieser Drehrichtung der Stromregler 28 den Sollwert nur von dem Sollwert 26 vorgegeben wird, der vom Stromsollwert des Stromreglers 19 abgeleitet ist.
Die Drehung des Motors 11 ' wird über die mechanische Teile 33 in ein Drehmoment 34 umgesetzt. Die Drehung des Motors 9' wird ebenfalls über mechanische Teile 35 in eine Drehmoment 36 umgesetzt. Beide Drehmomente bilden ein gemeinsames, die Last antreibendes Drehmoment 37. Die summierten Drehmomente 37 der beiden Motoren beschleunigen die Last nach oben, wenn die Summe dieser Drehmomente größer ist als die zurücktreibenden Drehmomente 38 der Last.
Die Höhe der zurücktreibenden Drehmomente der Last 38 hängt von der Stellung der Last und von der Anzahl der auf dem Raketenwerfer befindlichen Raketen ab, wie im Übertragungsblock 39 angedeutet.
Der Aufbau der Regelung gemäß diesem Funktionsmuster trägt allen Lastzuständeπ Rechnung. Das Verhalten der Regelung wird für die einzelnen Betriebszustände im folgenden beschrieben.
1, Betriebszustand - die Last soll nach oben bewegt werden:
Für beide Motoren 9' und 11 ' wird ein Strom vorgegeben, der so lange ansteigt, bis sich die Last nach oben bewegt. Der Drehzahlregler 30 des Motors 11 ' greift dabei nicht in die Regelung ein, da der Ausgang 29 für diesen Betriebszustand Null ist. Beide Motoren gehorchen der Sollwertvorgabe, die durch die Regler 15 und 19 des Motors 9 infolge der Regelabweichungen 14 und 16 erzeugt wird.
2. Betriebszustand - die Last soll nach unten bewegt werden:
Dem Motor 9' wird ein Strom vorgegeben, der ausreicht, um die Sicherheitsbremse zu öffnen und in die Richtung Last-πach-unten zu drehen. Die Last folgt der Drehzahl des Motor 9' und kann diesen nicht überholen. Der Motor 11 ' wird über das Signal 26 nicht angesteuert, solange die Last der Motordrehzahl folgt. Der Ausgangswert des Übertragungsblockes 25 bleibt Null.
Der Motor 11 ' wird jedoch über die mechanischen Verbindung mit der Last in Richtung Last-πach-uπten angetrieben. Die Drehzahl des Motors 1 1 ' wird gemessen und über das Signal 32 dem Drehzahlregler 30 zugeführt. Der Drehzahlregler 30 versucht die Drehzahl auf Null zu regeln, da kein Sollwert für die Drehzahl vorliegt. Dadurch wird in Abhängigkeit von der Drehzahl im Motor 11 ' ein Gegendrehmoment zu der zurücktreibenden Last aufgebaut. Der Motor 1 1 ' arbeitet dabei im Generatorbetrieb, d.h. es wird elektrische Energie in die Batterie zurück gespeist und außerdem die Bewegung der Last nach unten abgebremst.
Das Verfahren der Rückspeisung von Energie bei Elektromotoren ist allgemein bekannt und wird deshalb nicht im einzelnen beschrieben.
Für den Fall, dass die Bremswirkung des Motors 11 ' so groß wird, dass die Last der Vorgabe des Motors 9' nicht folgen kann, wird das Drehzahlfehlersigπal 18 und damit der Sollstrom 20' größer. Dieser Anstieg des Signals 20 wird vom Übertragungsblock 25 erkannt und proportional zur Größe des Sollstromes dem Stromregler 28 angeboten. Damit wird die Bremswirkung des Motors 11 ' verkleinert, bis die Last der Drehung des Motors 9' wieder folgen kann.

Claims

Ansprüche:
1. Richtanlage zur Ausrichtung eines Raketenwerfers mit einem Antriebsmotor (9), der über eine Sicherheitsbremse (2-8) mit einer Antriebswelle (1 ) zur Ausrichtung des Raketenwerfers verbunden ist, wobei eine Drehung der Antriebswelle (1 ) in einer ersten Richtung ein Heben des Raketenwerfers und eine Drehung in der Gegenrichtung ein Senken des Raketenwerfers bewirkt, wobei die Sicherheitsbremse verhindert, dass ein rücktreibendes Drehmoment des Raketenwerfers eine Drehung der Antriebswelle (1 ) in der Gegenrichtung bewirken kann,
gekennzeichnet durch
einen Elektromotor (11 ), der auf der Antriebswelle (1 ) angeordnet ist und so angesteuert wird, dass dieser bei einer Drehung der Antriebswelle (1 ) in der ersten Richtung ein zusätzliches Drehmoment der Antriebswelle (1 ) in der ersten Richtung bewirkt und bei einer Drehung der Antriebswelle in der Gegenrichtung ein •Energierückgewinπung bewirkt.
2. Richtanlage nach Anspruch 1 , gekennzeichnet durch eine Steuervorrichtung, die zur Ansteuerung des Antriebsmotors (9) in der Weise ausgebildet ist, dass der Antriebsmotor (9) zur Drehung der Antriebswelle (1 ) in der ersten Richtung ein konstantes Drehmoment zur Öffnung der Sicherheitsbremse (2-8) bewirkt, und die zur Ansteuerung des Elektromotors (11) in der Weise ausgebildet ist, dass der Elektromotor (11 ) das zur Drehung der Antriebswelle (1 ) in der ersten Richtung zum Heben des Raketenwerfers erforderliche Drehmoment bewirkt.
3. Richtanlage nach Anspruch 1 , gekennzeichnet durch eine Steuervorrichtung, die zur Ansteuerung des Elektromotors (11 ) in der Weise ausgebildet ist, dass der Elektromotor (11 ) nur beim besonders hohen zum Heben des Raketenwerfers erforderlichen Drehmomenten betrieben wird.
4. Richtanlage nach Anspruch 1 , gekennzeichnet durch eine Steuervorrichtung, die zur Ansteuerung des Elektromotors ( ) in der Weise ausgebildet ist, dass der Elektromotor (11 ) mit einem nicht-linearen Regelungsgesetz angesteuert wird, und durch eine Steuervorrichtung, die zur Ansteuerung des Antriebsmotors (9) in der Weise ausgebildet ist, dass der Antriebsmotor (9) in beiden Drehrichtungen nach demselben Regelungsgesetz angesteuert wird.
5. Richtanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass beide Motoren (9, 1 1) mit unterschiedlichen Getriebeübersetzungen an die Antriebswelle (1 ) gekoppelt sind.
6. Richtanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass beide Motoren (9, 11 ) unterschiedliche Motorkeππlinien aufweisen.
7. Richtanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Ansteuerung von zumindest einem der Motoren (9, 1 1 ) in Abhängigkeit vom Richtwinkel des Raketenwerfers oder/und vom Beladungszustand des Raketen-
. werfers variierbar ist.
8. Richtanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Antriebsmotor (9) ein Hydraulikmotor ist.
9. Richtanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Antriebsmotor (9) ein Elektromotor ist.
10. Richtanlage nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass beide Motoren (9, 1 1 ) bürstenlose Elektromotoren sind.
1. Richtanlage nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Antriebsmotor (9) ein bürsteπbehafteter Gleichstrommotor ist und der Elektromotor (11 ) ein bürstenloser Elektromotor ist.
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