EP2746712A1 - Antriebsvorrichtung für einen Werfer - Google Patents

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EP2746712A1
EP2746712A1 EP12198439.7A EP12198439A EP2746712A1 EP 2746712 A1 EP2746712 A1 EP 2746712A1 EP 12198439 A EP12198439 A EP 12198439A EP 2746712 A1 EP2746712 A1 EP 2746712A1
Authority
EP
European Patent Office
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elevation
drive
azimuth
rotor
launcher
Prior art date
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Granted
Application number
EP12198439.7A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP2746712B1 (de
Inventor
Hanspeter Beer
Werner Theisen
Michael Kleiber
Alexander Baumann
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.)
Curtiss Wright Antriebstechnik GmbH
Original Assignee
Curtiss Wright Antriebstechnik GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Curtiss Wright Antriebstechnik GmbH filed Critical Curtiss Wright Antriebstechnik GmbH
Priority to EP12198439.7A priority Critical patent/EP2746712B1/de
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Anticipated expiration legal-status Critical

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    • 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 drive device for a launcher with a launching device for firing of smoke candles, explosive devices and the like.
  • Such distance-active protection systems can in principle be divided into two types, soft-kill passive protection systems and hard-kill active protection systems.
  • Softkill passive protection systems are defense systems that neutralize the threat without destroying it. For example, such systems can fire decoys such as nebulas to confuse target systems.
  • Hardkill active protection systems intend to destroy approaching projectiles before impact.
  • the approaching bullet e.g. an anti-tank guided missile or grenade, located by sensors, such as radar.
  • a computer decides if a threat exists and, if necessary, initiates the combat process within milliseconds by aligning and firing a missile.
  • the defensive missile explodes near the approaching missile, destroying it.
  • EP1930685A1 discloses a launcher for self-defense of a mobile or stationary object, which launcher is suitable for both hard kill active protection systems and soft kill passive protection systems.
  • This launcher has the disadvantage that the orientation of the launcher is relatively slow. In addition, this launcher has relatively many wear parts.
  • the object of the invention is to design a drive device, which allows a launcher to align more advantageous.
  • a drive device for a launcher with a launching device for firing of smoke candles, explosive devices and the like comprising a base and comprising at least one fastening part for securing the launching device, wherein the fastening part with respect to the base rotatable about an azimuth axis and / or order an elevation axis is elevatably movable, with a gearless, electromotive azimuth drive for rotating the attachment part and / or a gearless, elevation electric motor drive for elevating the attachment part, wherein the azimuth drive comprises an azimuth stator and an azimuth rotor, wherein the axis of rotation of the azimuth rotor defines the azimuth axis of rotation, and / or wherein the elevation drive comprises an elevation stator and an elevation rotor, wherein the rotation axis of the elevation rotor defines the elevation axis, and wherein the attachment part forms part of the elevation rotor or the Azimerrotors forms or wherein
  • the drive device has the advantage that the fastening part or a firing device permanently connected to the fastening part is directly driven.
  • the gearless, electromotive elevation drive is designed such that it has a rotor, also referred to as elevation rotor, wherein the attachment part preferably forms part of the elevation rotor, so that the launcher is connected via the attachment part directly to the elevation rotor.
  • Such a direct drive of the launcher has the advantages that the launcher very quickly from a starting position a target position can be moved, that the connection between the elevation rotor and the launcher is preferably designed very stiff, which allows an accurate and fast positioning of the launcher, and that there are only a few wear afflicted mechanical means, namely the engine and a bearing.
  • the drive device comprises both an azimuth drive and elevation drive, so that the launcher is rotatably mounted in two directions of rotation.
  • the drive device comprises only an azimuth or only an elevation drive to move the launcher.
  • a very fast alignment of the launcher has the advantage that the attacking bullet can be destroyed at a greater distance with respect to the object to be protected, or that bullets fired near it can still be intercepted.
  • Fig. 1 shows in a perspective view and FIG. 2 in a front view of an embodiment of a thrower 10 comprising a base 2, an azimuth drive 3, an elevation drive 4 and two launchers 5.6, each with three launch tubes 5a, 5b, 5c; 6a, 6b, 6c.
  • the base 2 can be fastened to a substrate, for example a vehicle.
  • the azimuth drive 3 generates a rotational movement about the azimuth axis 3a
  • the elevation drive 4 rotates about the elevation axis 4a.
  • the fastening part 4i forms part of the invisible rotor 4d of the elevation drive 4, so that the launcher devices 5 and 6 are each directly connected to one end of the rotor 4d and driven in rotation by the rotor 4d about the elevation axis 4a.
  • the elevation drive 4 is connected via a platform 3e with an invisible rotor 3d of the azimuth drive 3, so that the elevation drive is driven in rotation about the azimuth axis 3a, so that the launching device 5.6 with respect to the base 2 both about the azimuth axis 3a and about the elevation axis 4a is rotatably mounted.
  • the launcher 5.6 can be configured in a variety of different embodiments, depending on the requirement of the object to be shot.
  • the launcher 5,6 could also comprise only a single launcher 5a. It is only necessary that the launcher 5,6 has a connection means for connection to the fastening part 4i.
  • FIG. 3 shows in a side view in the Figures 1 and 2 illustrated drive device 1.
  • the elevation drive 4 is designed as an electric motor with a rotor arranged in the center 4d, which defines the elevation axis 4a.
  • the rotor 4d also comprises on its end face a fastening part 4i, on which, as seen in FIG FIG. 2 a launcher 5, 6 can be fastened.
  • FIG. 4 shows a longitudinal section of the drive device 1 along the in FIG. 3 illustrated section line AA.
  • the elevation drive 4 is designed as a gearless electric motor and comprises a housing 4e, 4f in which a stator 4c and a rotor 4d is arranged, wherein the rotor 4d via two bearings 4b, as elevation drive bearing designated, with respect to the housing 4e, 4f is rotatably mounted.
  • the rotor 4 comprises at the two end sides in each case a fastening part 4i.
  • the housing 4e is connected at the bottom via a connecting part 4g to a platform 3e of the azimuth drive 3, so that the entire elevation drive 4 is rotatably mounted about the azimuth axis 3a.
  • the azimuth drive 3 is likewise embodied as a gearless electric motor and comprises a housing 3f in which a stator 3c and a rotor 3d are arranged, the rotor 3d being rotatably mounted relative to the housing 3f via two bearings 3b, also referred to as azimuth drive bearings.
  • the rotor 3d comprises at the upper end face a platform 3e on which the elevation drive 4 is fastened and thus rotatably mounted about the azimuth axis 3a.
  • the stator 3 c of the azimuth drive 3 is fixedly connected at the bottom with a base 2.
  • the electric motors of the azimuth drive 3 and the elevation drive 4 are shown only schematically and can be configured in a variety of ways.
  • the drives are 3.4 and in particular their rotors 3d, 4d designed massearm.
  • the rotor 3d is designed as a hollow shaft.
  • This hollow rotor 3d also has the advantage that cables, which are not explicitly shown, can be fed to the elevation drive 4 via the base opening 2a, the hollow interior of the rotor 3d and the passage 3g in order to supply the elevation drive 4 with electrical energy and control signals supply.
  • the electric motors can be designed as an internal rotor motor, as an external rotor motor or as a double motor as required.
  • a double motor is understood here to mean an electric motor with an inner and an outer stator and a rotor arranged therebetween.
  • a brushless synchronous motor is suitable.
  • the elevation drive 4 and the azimuth drive 3 is rotatable by a full rotation of 360 °, and in particular rotatable by a plurality of full revolutions.
  • the elevation drive 4 is rotatable by an angle of at most 300 °, the elevation drive 4 advantageously having a basic position, preferably as in FIG FIG. 1 represented such that the launch tubes 5a, 5b, 5c are aligned vertically upwards in the basic position, and that the elevation drive 4 is rotatable starting from this basic position by an angle of +/- 150 °.
  • the electric motor of the azimuth drive 3 and / or the elevation drive 4 is advantageously operated such that the fastening part 4i is moved from a starting position to a target position within less than a second by the azimuth drive 3 and / or the elevation drive 4 during less than one second preferably operated up to its short-term power limit. Due to this extremely short-term operating time, the electric motors can be operated adiabatically during operation, ie without heat exchange or without cooling, since it is not possible and not necessary during this period of operation to dissipate the heat generated.
  • the electric motor can be operated with very high current when it is used up to the short-term power limit, which has the advantage that in the short term a very high torque can be generated, and the rotor very fast rotated from the starting position to the end position can be.
  • both the azimuth drive 3 and the elevation drive 4 are operated adiabatically.
  • the azimuth drive 3 and / or the elevation drive 4 are operated at or in the range of its power limit, that is, the electric motor is operated with such a high current that in view of the extremely short-term operation, the short-term power limit is still met.
  • a short-term power limit is understood to mean the power that can be supplied to an electric motor for a short time without it being damaged. If the electric motor is operated in this region of the short-term power limit, in particular the two following, possible damage to be avoided by possibly the current spike is reduced accordingly. Avoid damaging the coils, especially by burning or melting, due to adiabatic operation. In addition, it must be avoided that the permanent magnets in the electric motor are demagnetized due to the high current. Such operated electric motor can be operated at relatively high currents in the short term, that is in the range of less than one second, without damaging the electric motor.
  • the inventive azimuth drive 3 and / or elevation drive 4 has the advantage that it can be operated during the extremely short operating time of preferably less than one second in the range of its power limit, that is, can be operated with very high currents, which gives the advantage in that relatively small and light electric motors can be used. Due to the adiabatic operation of the electric motors also no additional arrangement for cooling is required because the Heat energy is stored during the short-term operation in the electric motor, and thereafter can be discharged again during the standstill of the electric motor. The absence of cooling devices allows further weight savings.
  • the inventive azimuth drive 3 and / or elevation drive 4 has the further advantage that only the bearing 3b; 4b represents a mechanical part that could be subject to wear. Preferably plain bearings are used, which are largely maintenance-free.
  • the extremely short-term operation of the electric motor also has the advantage that the sliding bearings are not heated excessively during operation, so that the plain bearings are advantageously operated maintenance-free. Since the inventive drive device 10 has no mechanical gear, translations or similar aids, the drive device 10 is very fast and despite the high attacking forces very reliable and low maintenance operable.
  • FIGS. 5 and 6 show two further embodiments of throwers 10 in a front view.
  • FIG. 5 shows an asymmetrically designed launcher 10 having a single launcher 5, wherein the launcher 5 is connected via the fixing part 4i directly to the elevation drive 4 and is rotatable about the elevation axis 4a.
  • the elevation drive 4 is connected via the connecting part 4g to the rotatable platform 3e of the azimuth drive 3.
  • a fastening part 4i is arranged only on one side, wherein the fastening part 4i is advantageously arranged so spaced with respect to the azimuth axis 3a, that with attached launcher 5, the resulting center of mass, comprising the mass of the launcher 5 and the Elevation drive 4, at least approximately located at the azimuth axis 3a.
  • FIG. 6 shows a launcher 10 with a Y-shaped reference meadow and a fork-shaped suspension 7.
  • the fork-shaped suspension 7 is attached via a base 7a to the platform 3e of the Azimutrotors 3d.
  • At least one launcher 5,6 is mounted on both sides and rotatably on the fork-shaped suspension 7, on one side via a connection and bearing part 6d, and on the other side via the attachment part 4i of the elevation drive 4.
  • This arrangement is suitable for a single launcher 5 suitable as well as for a plurality of juxtaposed launcher 5.6.
  • the fastening part 4i or the elevation axis 4a is preferably arranged so high above the platform 3e or the base part 7a of the suspension 7 that a launcher 5 connected to the fastening part 4i can make a full 360 ° rotation around the elevation axis 4a.
  • the elevation axis 4a can also be arranged lower, in which case the launching device 5 can only be rotated by a partial revolution, for example by +/- 150 °, so that the launching device 5 does not collide with the platform 3e or the base part 7a.

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Abstract

Antriebsvorrichtung (1) für einen Werfer (10) mit einer Abschussvorrichtung (5,6) zum Abschuss von Nebelkerzen, Sprengkörpern und dergleichen, umfassend einen Sockel (2) sowie umfassend zumindest ein Befestigungsteil (4i) zum Befestigen der Abschussvorrichtung (5,6), wobei das Befestigungsteil (4i) bezüglich dem Sockel (2) um eine Azimutachse (3a) verdrehbar und/oder um eine Elevationsachse (4a) elevierbar beweglich ist, sowie umfassend einen getriebelosen, elektromotorischen Azimutantrieb (3) zum Verdrehen und/oder einen getriebelosen, elektromotorischen Elevationsantrieb (4) zum Elevieren des Befestigungsteils (4i), wobei der Azimutantrieb (3) einen Azimutstator und einen Azimutrotor umfasst, wobei die Drehachse des Azimutrotors die Azimutdrehachse (3a) definiert, und/oder wobei der Elevationsantrieb (4) einen Elevationsstator und einen Elevationsrotor umfasst, wobei die Drehachse des Elevationsrotors die Elevationsachse (4a) definiert, und wobei das Befestigungsteil (4i) ein Teil des Elevationsrotors bildet.

Description

    Beschreibung
  • Die Erfindung betrifft eine Antriebsvorrichtung für einen Werfer mit einer Abschussvorrichtung zum Abschuss von Nebelkerzen, Sprengkörpern und dergleichen.
    • Stand der Technik
  • Es ist bekannt Fahrzeuge wie Panzer oder auch Schiffe mit abstandsaktiven Schutzmassnahmen vor direkten Treffern zu schützen. Solche Schutzmassnahmen werden in Zukunft immer wichtiger, da sie als einzige in der Lage sind, einen Rundumschutz vor modernen Panzerabwehrlenkwaffen oder Hochleistungswuchtgeschossen zu gewährleisten, ohne dass sehr umfangreiche Panzerungen zu unakzeptabel hohen Fahrzeuggewichten führen. Solche abstandsaktiven Schutzsysteme können prinzipiell in zwei Arten eingeteilt werden, in Softkill-Passivschutzsysteme und Hardkill-Aktivschutzsysteme. Unter Softkill-Passivschutzsystemen versteht man Abwehrsysteme, welche die Bedrohung neutralisieren, ohne sie zu zerstören. Solche Systeme können zum Beispiel Täuschkörper wie Nebelkörper abfeuern, um Zielsysteme zu verwirren.
  • Hardkill-Aktivschutzsysteme dagegen beabsichtigen anfliegende Geschosse vor dem Auftreffen zu zerstören. Dabei wird das anfliegende Geschoss, z.B. eine Panzerabwehrlenkwaffe oder eine Granate, durch Sensoren, zum Beispiel Radar, geortet. Ein Computer entscheidet ob eine Bedrohung vorliegt, und leitet gegebenenfalls innerhalb von Millisekunden den Bekämpfungsvorgang ein, indem ein Abwehrgeschoss ausgerichtet und abgefeuert wird. Das Abwehrgeschoss explodiert in der Nähe des anfliegenden Geschosses, sodass dieses zerstört wird.
  • Die Druckschrift EP1930685A1 offenbart einen Werfer zur Selbstverteidigung eines mobilen oder stationären Objektes, wobei dieser Werfer sowohl für Hardkill-Aktivschutzsysteme als auch für Softkill-Passivschutzsysteme geeignet ist. Dieser Werfer weist den Nachteil auf, dass die Ausrichtung des Werfers relativ langsam erfolgt. Zudem weist dieser Werfer relativ viele Verschleissteile auf.
    • Darstellung der Erfindung
  • Aufgabe der Erfindung ist es eine Antriebsvorrichtung auszubilden, welche es erlaubt einen Werfer vorteilhafter auszurichten.
  • Diese Aufgabe wird gelöst mit einer Antriebsvorrichtung aufweisend die Merkmale von Anspruch 1. Die Unteransprüche 2 bis 12 betreffen weitere vorteilhafte Ausgestaltungen. Die Aufgabe wird weiter gelöst mit einem Verfahren zum Betrieb einer Antriebsvorrichtung aufweisend die Merkmale von Anspruch 13.Die Unteransprüche 14 und 15 betreffen weitere vorteilhafte Verfahrensschritte.
  • Die Aufgabe wird insbesondere gelöst mit einer Antriebsvorrichtung für einen Werfer mit einer Abschussvorrichtung zum Abschuss von Nebelkerzen, Sprengkörpern und dergleichen, umfassend einen Sockel sowie umfassend zumindest ein Befestigungsteil zum Befestigen der Abschussvorrichtung, wobei das Befestigungsteil bezüglich dem Sockel um eine Azimutachse verdrehbar und/oder um eine Elevationsachse elevierbar beweglich ist, mit einem getriebelosen, elektromotorischen Azimutantrieb zum Verdrehen des Befestigungsteils und/oder einem getriebelosen, elektromotorischen Elevationsantrieb zum Elevieren des Befestigungsteils, wobei der Azimutantrieb einen Azimutstator und einen Azimutrotor umfasst, wobei die Drehachse des Azimutrotors die Azimutdrehachse definiert, und/oder wobei der Elevationsantrieb einen Elevationsstator und einen Elevationsrotor umfasst, wobei die Drehachse des Elevationsrotors die Elevationsachse definiert, und wobei das Befestigungsteil ein Teil des Elevationsrotors oder des Azimutrotors bildet oder wobei das Befestigungsteil fest mit dem Elevationsrotor oder dem Azimutrotor verbunden ist.
  • Die erfindungsgemässe Antriebsvorrichtung weist den Vorteil auf, dass das Befestigungsteil beziehungsweise eine mit dem Befestigungsteil fest verbundene Abschussvorrichtung direkt angetrieben ist. So ist beispielsweise der getriebelose, elektromotorische Elevationsantrieb derart ausgestaltet, dass dieser einen Rotor aufweist, auch als Elevationsrotor bezeichnet, wobei das Befestigungsteil vorzugsweise ein Teil des Elevationsrotors bildet, sodass die Abschussvorrichtung über das Befestigungsteil direkt mit dem Elevationsrotor verbindbar ist. Ein derartiger Direktantrieb der Abschussvorrichtung weist die Vorteile auf, dass die Abschussvorrichtung sehr schnell von einer Ausgangsposition zu einer Zielposition bewegt werden kann, dass die Verbindung zwischen dem Elevationsrotor und der Abschussvorrichtung vorzugsweise sehr steif ausgestaltet ist, was ein genaues und schnelles Positionieren der Abschussvorrichtung erlaubt, und dass nur wenige Verschleiss behaftete mechanische Mittel vorhanden sind, nämlich der Motor und ein Lager. Dadurch, dass auf mechanische Übertragungsglieder wie ein Getriebe verzichtet werden kann, ist die Positionierung der Abschussvorrichtung schneller, präziser und wartungsarmer.
    In der am meisten bevorzugten Ausgestaltung umfasst die Antriebsvorrichtung sowohl einen Azimutantrieb als auch Elevationsantrieb, sodass die Abschussvorrichtung in zwei Drehrichtungen rotierbar gelagert ist. Für gewisse Anwendungen ist es jedoch auch ausreichend, wenn die Abschussvorrichtung nur in einer Drehrichtung rotierbar gelagert ist, sodass in einer vereinfachten Ausführungsform die Antriebsvorrichtung einzig einen Azimutantrieb oder einzig einen Elevationsantrieb umfasst, um die Abschussvorrichtung zu bewegen.
  • Bei Werfern ist es wichtig die Abschussvorrichtung innerhalb möglichst kurzer Zeit, das heisst innerhalb weniger als einer Sekunde, vorzugsweise im Bereich von Millisekunden, von einer Ausgangsposition in eine Zielposition auszurichten. Ein sehr schnelles Ausrichten der Abschussvorrichtung weist zum Beispiel den Vorteil auf, dass das angreifende Geschoss in grösserer Distanz bezüglich dem zu schützenden Objekt zerstört werden kann, oder dass auch in der Nähe abgeschossene Geschosse noch abgefangen werden können.
    • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Die zur Erläuterung der Ausführungsbeispiele verwendeten Zeichnungen zeigen:
    • Fig. 1
    eine perspektivische Ansicht eines ersten Ausführungsbeispiels einer Antriebsvorrichtung mit befestigter Abschussvorrichtung;
    Fig. 2
    eine Frontansicht des in Figur 1 dargestellten Werfers;
    Fig. 3
    eine Seitenansicht der Antriebsvorrichtung;
    Fig. 4
    einen Längsschnitt durch die Antriebsvorrichtung gemäss Figur 3 entlang der Schnittlinie A-A;
    Fig. 5
    eine Frontansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels eines Werfers;
    Fig. 6
    eine Frontansicht eines dritten Ausführungsbeispiels eines Werfers.
  • Grundsätzlich sind in den Zeichnungen gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen.
    • Wege zur Ausführung der Erfindung
  • Fig. 1 zeigt in einer perspektivischen Ansicht und Figur 2 in einer Frontansicht ein Ausführungsbeispiel eines Werfers 10 umfassend einen Sockel 2, einen Azimutantrieb 3, einen Elevationsantrieb 4 und zwei Abschussvorrichtungen 5,6 mit je drei Abschussrohren 5a,5b,5c; 6a,6b,6c. Der Sockel 2 ist auf einem Untergrund befestigbar, beispielsweise einem Fahrzeug. Wie aus Figur 2 ersichtlich erzeugt der Azimutantrieb 3 eine Drehbewegung um die Azimutachse 3a, und der Elevationsantrieb 4 eine Drehbewegung um die Elevationsachse 4a. Das Befestigungsteil 4i bildet ein Teil des nicht sichtbaren Rotors 4d des Elevationsantriebs 4, sodass die Abschussvorrichtungen 5 und 6 direkt je mit einem Ende des Rotors 4d verbunden sind und durch den Rotor 4d um die Elevationsachse 4a drehend angetrieben sind. Der Elevationsantrieb 4 ist über eine Plattform 3e mit einem nicht sichtbaren Rotor 3d des Azimutantriebs 3 verbunden, sodass der Elevationsantriebs um die Azimutachse 3a drehend angetrieben ist, sodass die Abschussvorrichtung 5,6 bezüglich dem Sockel 2 sowohl um die Azimutachse 3a als auch um die Elevationsachse 4a drehbar gelagert ist. Die Abschussvorrichtung 5,6 kann in einer Vielzahl unterschiedlicher Ausführungsformen ausgestaltet sein, je nach Erfordernis des abzuschiessenden Gegenstandes. Die Abschussvorrichtung 5,6 könnte beispielsweise auch nur ein einziges Abschussrohr 5a umfassen. Es ist einzig erforderlich, dass die Abschussvorrichtung 5,6 ein Verbindungsmittel zur Verbindung mit dem Befestigungsteil 4i aufweist.
  • Figur 3 zeigt in einer Seitenansicht die in den Figuren 1 und 2 dargestellte Antriebsvorrichtung 1. Der Elevationsantrieb 4 ist als ein Elektromotor ausgestaltet mit einem im Zentrum angeordneten Rotor 4d, welcher die Elevationsachse 4a festlegt. Der Rotor 4d umfasst an dessen Stirnseite zudem ein Befestigungsteil 4i, an welchem, wie aus Figur 2 ersichtlich, eine Abschussvorrichtung 5;6 befestigbar ist.
  • Figur 4 zeigt einen Längsschnitt der Antriebsvorrichtung 1 entlang der in Figur 3 dargestellten Schnittlinie A-A. In diesem Längsschnitt ist der Innenaufbau der Antriebsvorrichtung 1 nur schematisch dargestellt. Der Elevationsantrieb 4 ist als ein getriebeloser Elektromotor ausgestaltet und umfasst ein Gehäuse 4e, 4f in welchem ein Stator 4c und ein Rotor 4d angeordnet ist, wobei der Rotor 4d über zwei Lager 4b, auch als Elevationsantriebslager bezeichnet, bezüglich dem Gehäuse 4e,4f drehbar gelagert ist. Der Rotor 4 umfasst an den beiden Stirnseiten je ein Befestigungsteil 4i. Das Gehäuse 4e ist unten über ein Verbindungsteil 4g mit einer Plattform 3e des Azimutantriebs 3 verbunden, sodass der gesamte Elevationsantriebe 4 um die Azimutachse 3a drehbar gelagert ist.
  • Der Azimutantrieb 3 ist ebenfalls als ein getriebeloser Elektromotor ausgestaltet und umfasst ein Gehäuse 3f in welchem ein Stator 3c und ein Rotor 3d angeordnet ist, wobei der Rotor 3d über zwei Lager 3b, auch als Azimutantriebslager bezeichnet, bezüglich dem Gehäuse 3f drehbar gelagert ist. Der Rotor 3d umfasst an der oberen Stirnseite eine Plattform 3e auf welcher der Elevationsantrieb 4 befestigt und somit um die Azimutachse 3a drehbar gelagert ist. Der Stator 3c des Azimutantrieb 3 ist unten mit einem Sockel 2 fest verbunden. Die Elektromotoren des Azimutantriebs 3 und des Elevationsantriebs 4 sind nur schematisch dargestellt und können in einer Vielzahl von Möglichkeiten ausgestaltet sein. Vorteilhafterweise sind die Antriebe 3,4 und insbesondere deren Rotoren 3d,4d massearm ausgestaltet. So ist der Rotor 3d beispielsweise als Hohlwelle ausgestaltet. Dieser hohle Rotor 3d weist zudem den Vorteil auf, dass Kabel, welche nicht explizit dargestellt sind, über die Sockelöffnung 2a, den hohlen Innenraum des Rotors 3d und den Durchgang 3g zum Elevationsantrieb 4 zuführbar sind, um den Elevationsantrieb 4 mit elektrischer Energie und Steuersignalen zu versorgen. Die Elektromotoren können je nach Erfordernis als Innenläufermotor, als Aussenläufermotor oder als Doppelmotor ausgestaltet sein. Unter einem Doppelmotor wird hierin ein Elektromotor mit einem innenliegenden und einem aussenliegenden Stator und einem dazwischen angeordneten Rotor verstanden. Als Elektromotor ist beispielsweise ein bürstenloser Synchronmotor geeignet.
  • In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der Elevationsantriebs 4 und auch der Azimutantrieb 3 um eine volle Umdrehung von 360° drehbar, und insbesondere auch um eine Mehrzahl von vollen Umdrehungen drehbar.
    In einer weiteren möglichen Ausführungsform ist der Elevationsantrieb 4 um einen Winkel von maximal 300° drehbar, wobei der Elevationsantrieb 4 vorteilhafterweise eine Grundstellung aufweist, vorzugsweise wie in Figur 1 dargestellt derart, dass die Abschussrohre 5a,5b,5c in der Grundstellung vertikal nach oben ausgerichtet sind, und dass der Elevationsantriebs 4 ausgehend von dieser Grundstellung um einen Winkel von +/- 150° drehbar ist.
  • Der Elektromotor des Azimutantriebs 3 und/oder des Elevationsantriebs 4 wird vorteilhafterweise derart betrieben, dass das Befestigungsteil 4i innerhalb von weniger als einer Sekunde von einer Ausgangsposition zu einer Zielposition bewegt wird, indem der Azimutantrieb 3 und/oder der Elevationsantrieb 4 während weniger als einer Sekunde vorzugsweise bis an dessen kurzfristige Leistungsgrenze betrieben wird. Auf Grund dieser äusserst kurzfristigen Betriebsdauer können die Elektromotoren während der Betriebsdauer adiabatisch, das heisst ohne Wärmeaustausch beziehungsweise ohne Kühlung betrieben werden, da es während dieser Betriebsdauer nicht möglich und auch nicht erforderlich ist die entstehende Wärme abzuführen. Auf Grund der äusserst kurzen Betriebsdauer von weniger als einer Sekunde kann der Elektromotor, wenn dieser bis zur kurzfristigen Leistungsgrenze genutzt wird, mit sehr hohem Strom betrieben werden, was den Vorteil ergibt, dass kurzfristig ein sehr hohe Drehmoment erzeugbar ist, und der Rotor sehr schnell von der Ausgangsposition in die Endposition rotiert werden kann. Vorzugsweise werden sowohl der Azimutantrieb 3 als auch der Elevationsantrieb 4 adiabatisch betrieben. In einer vorteilhaften Ausgestaltung werden der Azimutantrieb 3 und/oder der Elevationsantrieb 4 an oder im Bereich dessen Leistungsgrenze betrieben, das heisst der Elektromotor wird mit einem derart hohen Strom betrieben, dass in Anbetracht des äusserst kurzfristigen Betriebs die kurzfristige Leistungsgrenze noch eingehalten wird. Unter einer kurzfristigen Leistungsgrenze wird diejenige Leistung verstanden, die einem Elektromotor während einer kurzen Zeit zugeführt werden kann, ohne dass dieser Schaden nimmt. Wenn der Elektromotor in diesem Bereich der kurzfristigen Leistungsgrenze betrieben wird sind insbesondere die beiden nachfolgend genannten, möglichen Schäden zu vermeiden indem gegebenenfalls die Stromspitze entsprechend reduziert wird. Es ist zu vermeiden dass die Spulen beschädigt werden, insbesondere durch Verbrennen oder Schmelzen, auf Grund des adiabatischen Betriebs. Zudem ist zu vermeiden dass im Elektromotor befindliche Dauermagnete auf Grund des hohen Stroms entmagnetisiert werden. Ein derart betriebener Elektromotor kann kurzfristig, das heisst im Bereich von weniger als einer Sekunde, mit relativ hohen Strömen betrieben werden, ohne dass der Elektromotor beschädigt wird.
  • Der erfindungsgemässe Azimutantrieb 3 und/oder Elevationsantrieb 4 weist den Vorteil auf, dass dieser während der äusserst kurzen Betriebszeit von vorzugsweise weniger als einer Sekunde im Bereich von dessen Leistungsgrenze betrieben werden kann, das heisst mit sehr hohen Strömen betrieben werden kann, was den Vorteil ergibt, dass relativ kleine und leichte Elektromotoren verwendet werden können. Durch den adiabatischen Betrieb der Elektromotoren ist zudem keine zusätzliche Anordnung zur Kühlung erforderlich, da die Wärmeenergie während dem kurzfristigen Betrieb im Elektromotor gespeichert wird, und danach während dem Stillstand des Elektromotors wieder abgegeben werden kann. Der Verzicht auf Kühlvorrichtungen ermöglicht weiteres Gewicht einzusparen. Der erfindungsgemässe Azimutantrieb 3 und/oder Elevationsantrieb 4 weist den weiteren Vorteil auf, dass nur das Lager 3b; 4b ein mechanisches Teil darstellt, das einem Verschleiss unterliegen könnte. Vorzugsweise werden Gleitlager verwendet, die weitgehend wartungsfrei sind. Der äusserst kurzfristige Betrieb des Elektromotors hat zudem den Vorteil zur Folge, dass die Gleitlager während dem Betrieb nicht übermässig erwärmt werden, sodass die Gleitlager vorteilhafterweise wartungsfrei betreibbar sind. Da die erfindungsgemässe Antriebsvorrichtung 10 keine mechanischen Getriebe, Übersetzungen oder ähnliche Hilfsmittel aufweist, ist die Antriebsvorrichtung 10 sehr schnell und trotz der hohen angreifenden Kräfte sehr zuverlässig und wartungsarm betreibbar.
  • Die Figuren 5 und 6 zeigen zwei weitere Ausführungsbeispiele von Werfern 10 in einer Frontansicht. Figur 5 zeigt einen asymmetrisch ausgestalteten Werfer 10 aufweisend eine einzige Abschussvorrichtung 5, wobei die Abschussvorrichtung 5 über das Befestigungsteil 4i direkt mit dem Elevationsantrieb 4 verbunden ist und um die Elevationsachse 4a drehbar ist. Der Elevationsantrieb 4 ist über das Verbindungsteil 4g mit der drehbaren Plattform 3e des Azimutantriebs 3 verbunden. Bei diesem Elevationsantrieb 4 ist nur an der einen Seite ein Befestigungsteil 4i angeordnet, wobei das Befestigungsteil 4i vorteilhafterweise derart bezüglich der Azimutachse 3a beabstandet angeordnet ist, dass bei befestigter Abschussvorrichtung 5 sich der resultierende Massenschwerpunkt, umfassend die Masse der Abschussvorrichtung 5 und des Elevationsantriebs 4, zumindest annähernd bei der Azimutachse 3a befindet. Somit kann eine bezüglich einer Drehung um die Azimutachse 3a exzentrische Gewichtsverteilung vermieden werden.
  • Figur 6 zeigt einen Werfer 10 mit einer Y-förmigen beziehungswiese einer gabelförmigen Aufhängung 7. Die gabelförmige Aufhängung 7 ist über ein Grundteil 7a an der Plattform 3e des Azimutrotors 3d befestigt. Zumindest eine Abschussvorrichtung 5,6 ist beidseitig und drehbar an der gabelförmigen Aufhängung 7 gelagert, auf der einen Seite über ein Verbindungs- und Lagerteil 6d, und auf der anderen Seite über das Befestigungsteil 4i des Elevationsantriebs 4. Diese Anordnung ist sowohl für eine einzige Abschussvorrichtung 5 geeignet als auch für eine Mehrzahl von nebeneinander angeordneten Abschussvorrichtungen 5,6.
  • Wie aus den Figuren 5 und 6 ersichtlich ist das Befestigungsteil 4i beziehungsweise die Elevationsachse 4a vorzugsweise derart hoch über der Plattform 3e beziehungsweise dem Grundteil 7a der Aufhängung 7 angeordnet, dass eine mit dem Befestigungsteil 4i verbundene Abschussvorrichtung 5 eine volle Umdrehung von 360° um die Elevationsachse 4a ausführen kann. Die Elevationsachse 4a kann auch tiefer angeordnet sein, wobei dann die Abschussvorrichtung 5 nur noch um eine Teilumdrehung gedreht werden kann, zum Beispiel um +/- 150°, damit die Abschussvorrichtung 5 nicht mit der Plattform 3e beziehungsweise dem Grundteil 7a kollidiert.

Claims (16)

  1. Antriebsvorrichtung (1) für einen Werfer (10) mit einer Abschussvorrichtung (5,6) zum Abschuss von Nebelkerzen, Sprengkörpern und dergleichen, umfassend einen Sockel (2) sowie umfassend zumindest ein Befestigungsteil (4i) zum Befestigen der Abschussvorrichtung (5,6), wobei das Befestigungsteil (4i) bezüglich dem Sockel (2) um eine Azimutachse (3a) verdrehbar und/oder um eine Elevationsachse (4a) elevierbar beweglich ist, gekennzeichnet durch einen getriebelosen, elektromotorischen Azimutantrieb (3) zum Verdrehen und/oder einen getriebelosen, elektromotorischen Elevationsantrieb (4) zum Elevieren des Befestigungsteils (4i), wobei der Azimutantrieb (3) einen Azimutstator (3c) und einen Azimutrotor (3d) umfasst, wobei die Drehachse des Azimutrotors (3d) die Azimutdrehachse (3a) definiert, und/oder wobei der Elevationsantrieb (4) einen Elevationsstator (4c) und einen Elevationsrotor (4d) umfasst, wobei die Drehachse des Elevationsrotors (4d) die Elevationsachse (4a) definiert, und wobei das Befestigungsteil (4i) ein Teil des Elevationsrotors (4d) oder des Azimutrotors (3d) bildet.
  2. Antriebsvorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass diese einen Azimutantrieb (3) und einen Elevationsantrieb (4) umfasst, wobei der Azimutantrieb (3) mit dem Sockel (2) verbunden ist, und wobei der Elevationsantrieb (4) direkt mit dem Azimutrotor (3d) verbunden ist, und wobei das Befestigungsteil (4i) ein Teil des Elevationsrotors (4d) oder das Befestigungsteil (4i) fest mit dem Elevationsrotor (4d) verbunden ist.
  3. Antriebsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Elevationsantrieb (4) derart ausgestaltet ist, dass der Elevationsrotor (4d) zumindest um eine volle Umdrehung von 360° drehbar ist.
  4. Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Elevationsantrieb (4) derart ausgestaltet ist, dass der Elevationsrotor (4d) und somit das Befestigungsteil (4i) um einen Winkel von maximal 300° drehbar ist.
  5. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Elevationsrotor (4d) und das mit dem Elevationsrotor (4d) verbundene Befestigungsteil (4i) um einen Winkel von +/- 150° bezüglich der Vertikalen drehbar ist,
  6. Antriebsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Befestigungsteil (4i) zur Befestigung mit einer Abschussvorrichtung (5) angepasst ausgestaltet ist.
  7. Antriebsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Elevationsrotor (4d) an beiden Enden je ein Befestigungsteil (4i) aufweist, und dass die beiden Befestigungsteile (4i) bezüglich der Azimutachse (3a) gegenseitig symmetrisch angeordnet ist.
  8. Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass nur an der einen Seite des Elevationsantriebs (4) ein Befestigungsteil (4i) angeordnet ist, wobei das Befestigungsteil (4i) derart bezüglich der Azimutachse (3a) beabstandet angeordnet ist, dass bei befestigter Abschussvorrichtung (5) sich der resultierende Massenschwerpunkt zumindest annähernd bei der Azimutachse (3a) befindet.
  9. Antriebsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Befestigungsteil (4i) derart hoch über dem Sockel (2) angeordnet ist, dass eine mit dem Befestigungsteil (4i) verbundene Abschussvorrichtung (5) eine volle Umdrehung von 360° um die Elevationsachse 4a ausführen kann.
  10. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine gabelförmige Aufhängung (7) mit dem Azimutrotor (3d) verbunden ist, dass eine Abschussvorrichtung (5) beidseitig an der gabelförmigen Aufhängung (7) lagerbar ist, und dass auf der einen Seite der gabelförmigen Aufhängung der Elevationsantrieb (4) mit Befestigungsteil (4i) angeordnet ist.
  11. Antriebsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Azimutantrieb (3) und/oder der Elevationsantrieb (4) als ein Aussenläufermotor, ein Innenläufermotor oder ein Doppelmotor ausgestaltet ist.
  12. Antriebsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Azimutantrieb und/oder der Elevationsantrieb als Elektromotor ausgestaltet ist,
  13. Verfahren zum Betrieb einer Antriebsvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Befestigungsteil (4i) innerhalb von weniger als einer Sekunde von einer Ausgangsposition zu einer Zielposition bewegt wird, indem der Azimutantrieb (3) und/oder der Elevationsantrieb (4) während weniger als einer Sekunde im Bereich von dessen kurzfristiger Leistungsgrenze betrieben wird.
  14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Azimutantrieb (3) und/oder der Elevationsantrieb (4) adiabatisch betrieben werden.
  15. Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Azimutantrieb (3) und/oder der Elevationsantrieb (4) mit derart hohen Strömen angesteuert wird, dass der Antrieb (3,4) während der Betriebsdauer von weniger als einer Sekunde im Bereich von dessen kurzfristiger Leistungsgrenze betrieben wird.
  16. Werfer umfassend eine Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12 oder betrieben mit einem Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 15.
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