DE1084790B - Anordnung zur UEbertragung der Antriebskraft fuer die kontinuierliche Schwenkung einer Richtstrahlantenne - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Übertragung der Antriebskraft für die kontinuierliche Schwenkung einer Richtstrahlantenne um eine Mittellage. Diese Schwenkbewegung soll mit einer Frequenz von einigen Hertz erfolgen. Es kann entweder der Primärstrahler oder der als Reflektor dienende Sekundärstrahler der Richtstrahlantenne allein oder auch die Kombination dieser beiden Strahler schwenkbar sein. Bei bewegtem Reflektor und still stehendem Primärstrahler soll die Winkelamplitude der Schwenkbewegung etwa 20° betragen, so daß der Richtstrahl einen Sektor von etwa ±40° bestreicht. Bei gleichzeitiger Bewegung der ganzen Richtstrahlantenne um eine Achse senkrecht zur Schwenkachse kann auf diese Weise eine rasche Suchbewegung des Richtstrahls innerhalb eines begrenzten Raumwinkelbereiches erzielt werden.

Bei einer bekannten Richtstrahlantenne dieser Art bilden der auf einer Schwenkachse montierte Reflektor und zwei Federn, die gegensinnig auf je einen mit der Schwenkachse verbundenen Hebelarm wirken, ein mechanisches Schwingsystem. Die Schwenkachse wird über ein Vorgelege durch einen reversierbaren Elektromotor angetrieben. Ein mit der Schwenkachse verbundener Winkelübertrager steuert die Ein- und Ausschaltung des Motors. In der Schwenkendlage betätigt der bewegliche Teil einen Impulsgeber, der über ein Relais die Umkehrung der Strom- und damit der Drehrichtung des Motors herbeiführt.

Neben den bekannten Nachteilen, die der Reversionsbetrieb von Elektromotoren mit sich bringt, vor allem die stoßweise Beanspruchung der mechanischen und elektrischen Einrichtungen und der Energiequelle und der damit verbundene erhöhte Verschleiß dieser Einrichtungen im Gegensatz zu den bei kontinuierlichem Betrieb herrschenden Verhältnissen, besitzt die oben umrissene Antennenanordnung den Nachteil, daß sich die Schwenkamplitude des Reflektors unter der Einwirkung von Windkräften verändern kann.

Auch eine andere bekannte Richtstrahlantenne, bei der zur Übertragung der Antriebskraft eines kontinuierlich betriebenen Antriebsmotors für die Schwenkbewegung des Strahlers eine Zugfeder dient, besitzt denselben Nachteil, daß die Schwenkamplitude von äußeren, auf den Strahler einwirkenden Kräften abhängig ist. Außerdem kann auf diese Weise dem schwenkbaren Strahler nur während der einen Halbperiode der Schwenkbewegung Antriebsenergie zugeführt werden.

Bei der Richtstrahl antenne nach der Erfindung lassen sich die erwähnten Nachteile weitgehend vermeiden. Erfindungsgemäß ist zwischen dem Antriebsmotor und der infolge der kontinuierlichen Schwenkung ein Schwingsystem bildenden Richtstrahl-Anordnung

zur übertragung der Antriebskraft

für die kontinuierliche Schwenkung

einer Richtstrahlantenne

Anmelder:

Albiswerk Zürich A. G.,
Zürich (Schweiz)

Vertreter: Dr. M. Eule, Patentanwalt,
München 13, Kurfürstenplatz 2

Beanspruchte Priorität:
Schweiz vom 22. Februar 1956

Dipl.-Ing. Hans U. Klauser, Zürich,

und Dipl.-Techn. Louis Reinhard, Luzern (Schweiz),

sind als Erfinder genannt worden

antenne ein derart bemessener Antriebsdämpfer angeordnet, daß bis zu einer vorgegebenen Grenze der zu übertragenden Kraft eine starre und darüber eine elastische Kopplung erreicht wird.

Im Kraftübertragungsweg zwischen dem Antriebsmotor und der Richtstrahlantenne sind keine betriebsmäßig elastischen Kopplungsmittel vorhanden, die man bei den bisherigen Antriebsanordnungen für diesen Zweck nicht vermeiden zu können glaubte, sondern außer dem Antriebsdämpfer nur starre Kraftübertragungsmittel. Der Antriebsdämpfer ist im Normalbetrieb unwirksam und stellt hierbei ein starres Kopplungsglied dar. Einzig bei übermäßiger Beanspruchung der Antriebsmittel soll die starre Kopplung in eine elastische übergehen, um beispielsweise die beim An- und Auslauf des Schwingsystems auftretenden Beschleunigungskräfte zu begrenzen. Durch die Einfügung eines Antriebsdämpfers mit den genannten Eigenschaften erhält man bei verhältnismäßig kleiner Leistung des Antriebsaggregates eine betriebssichere

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Anordnung, bei der neben der geforderten Amplituden- Welle 27 sitzendes Ritzel 28 im Eingriff steht. Die konstanz des Schwingsystems jede Sicherheit gegen Enden der Welle 27 ragen seitlich in die Getriebe-Überlastung der Antriebsmittel durch innere oder kästen 2 und tragen je ein weiteres Ritzel (in Deckung äußere übermäßige Kräfte gewährleistet ist. mit dem Ritzel 28), das sich mit dem betreffenden

Antriebsdämpfer bekannter Art stellen nur bei ganz 5 Zahnkranz 12 im Eingriff befindet, womit die Kette geringen Übertragungskräften eine starre Kopplung der Krafübertragungsmittel zwischen Elektromotor dar und sind infolgedessen bisher ausschließlich dort und Schwingsystem geschlossen ist.
zur Anwendung gelangt, wo betriebsmäßig elastische Der Aufbau des Antriebsdämpfers geht im einzelnen

Kopplungen erforderlich sind. Die bekannten Anwen- aus Fig. 2 hervor. Der Zylinder 25 ist beidseitig durch dungsformen gaben demnach keine Anregung für die io je einen Deckel 29 abgeschlossen, der mit Hilfe eines erfindungsgemäße Verwendung eines Antriebsdämpfers Federringes 30 im Zylinder gehalten ist und demzum vorgenannten Zweck, wofür sich zudem derartige zufolge einem inneren Überdruck in beschränktem Antriebsdämpfer gar nicht ohne weiteres eignen. Maße nachgeben kann. Zur Begrenzung der vom An-

In der Zeichnung ist eine beispielsweise Ausführungs- triebsdämpfer zu übertragenden Kraft sind Überdruckform des Erfindungsgegenstandes schematisch darge- 15 ventile vorgesehen, über welche die beiden durch den stellt. Kolben 26 getrennten Zylinderräume 31 und 32 mit

Fig. 1 zeigt das Antriebsaggregat und den mit dem den Antriebsdämpfer umgebenden Raum in Verdiesem verbundenen Strahler, im vorliegenden Fall bindung stehen. Diese Überdruckventile sind in der einen in einer Vertikal ebene schwenkbaren Reflektor, Kolbenstange 23 angeordnet. Ausgehend von je einer und 20 in unmittelbarer Nähe des Kolbens 26 befindlichen und

Fig. 2 den in der Ausführungsform nach Fig. 1 ver- in den angrenzenden Zylinderraum mündenden Bohwendeten Antriebsdämpfer, je im Schnitt. rung 33 quer durch die Kolbenstange 23 erstreckt sich

Das Antriebsaggregat gliedert sich in einen zentra- je eine Längsbohrung 34 bis an das diesseitige Ende len Antriebsblock, der in einem abgeschlossenen, mit der Kolbenstange 23. Ein verengtes Teilstück dieser Öl nahezu gefüllten Kasten 1 den Antriebsmotor, das 25 Bohrung wird von einer Kugel 35 unter dem Druck Getriebe zur Umwandlung der Motordrehbewegung in einer Feder 36 geschlossen gehalten, wobei die Feder eine harmonische Schwingung, den hydraulischen An- 36 auf dem Rand eines in die Längsbohrung eintriebsdämpfer und diverse Steuerlemente enthält, und geschraubten Röhrchens 37 sitzt.
zwei seitlich an demselben symmetrisch angeordnete Damit sich beim Ansprechen eines Überdruckventils

Getriebekasten 2, von denen im Schnittbild (Fig. 1) 30 der Kolben 26 ungehindert aus der Mittellage vernur der eine sichtbar ist. schieben kann, muß der hierbei sich vergrößernde

Der Reflektor 3 ist mit je einem Träger 4 an den Zylinderraum ebenfalls mit dem Außenraum verbun-Enden einer horizontal durch beide Getriebekästen 2 den werden. Diesem Zwecke dienen zwei Schieberhindurchgeführten Schwenkachse 5 befestigt. Inner- ventile, die durch in der, Kolbenstange 23 beidseits halb jedes Getriebekastens 2 sind zwei Schrauben- 35 des Kolbens 26 vorhandene Längsnuten 38, die in der federn 6 übereinander angeordnet, von denen nur die Mittellage des Kolbens von außen je bis an die Innenobere gezeichnet ist, die gegensinnig auf ein da- kante des Zylinderdeckels 29 reichen, gebildet werden, zwischenliegendes Kupplungsstück 7 einwirken, das Damit wird zugleich erreicht, daß der Kolben 26 bei mit einem auf der Schwenkachse 5 festsitzenden dem auf das Ansprechen eines Überströmventils fol-Hebelarm 8 gelenkig verbunden ist. Eine weitere, zur 4° genden Hub ohne nennenswerten Gegendruck bis in Schwenkachse 5 parallel verlaufende und durch beide die Mittellage des Zylinders zurückgeführt wird.
Getriebekasten 2 sich erstreckende, feste Achse 9 trägt Die Zylinderräume 31 und 32 sind in jeder Lage

auf Kugellagern 10 eine Scheibe 11 mit einem seitlich des Zylinders 25 durch eine öffnung 39 bzw. 40 im angeordneten Zahnkranz 12, der mit einem auf der Zylinder 25 mit seinem Hohlraum 41 bzw. 42 im fest-Schwenkachse 5 fixierten Zahnsegment 13 im Eingriff 45 stehenden Gehäuse 24 verbunden. Von diesen voneinsteht. Am Umfang der Scheibe 11 sind außerdem zu- ander getrennten Hohlräumen 41 und 42 führen sepasätzliche Auswuchtmassen 14 befestigt, die so be- rate Leitungen 43 und 44 zu je einem von zwei gemessen sind, daß das ganze aus den um die Schwenk- meinsam betätigbaren weiteren Ventilen, die im Beachse 5 und die Achse 9 sich gegenläufig drehenden triebszustand des Antriebsaggregates geschlossen und Massen (3, 4, 8,13/10,11,12,14) und den Federn 6 50 im Ruhezustand desselben geöffnet sind und im gegebildete mechanische Schwingsystem bezüglich des öffneten Zustand beide Hohlräume 41 und 42 und da-Antriebsblocks stoßfrei arbeitet. mit auch die Zylinderräume 31 und 32 mit dem Außen-

Der Elektromotor 15 treibt über ein starres Ge- raum verbinden. Beim Öffnen dieser Ventile wird sotriebe, bestehend aus den Stirnrädern 16,17, der mit die starre Verbindung zwischen dem Kolben 26 Schnecke 18, dem Schneckenrad 19 und einem zwei- 55 und dem Zylinder 25 weitgehend gelöst, so daß das fachen Kurbeltrieb mit je einem Exzenter 20 und beid- Schwingsystem beim Abstellen des Antriebs frei ausseits des Antriebsdämpfers entlang verlaufenden schwingen kann und der Reflektor 3 sich selbsttätig in Kurbelstangen 21, die Kolbenstange 23 des hydrau- die Schwenkmittellage einstellt. Die selbsttätige Emiischen Antriebsdämpfers an. Die Kurbelstangen 21 stellung des Reflektors in eine definierbare Mittellage sind mit einem auf der Kolbenstange 23 aufgeschraub- ^6o ist unentbehrlich, wenn die Richtantennenanordnung ten Steg 22 gelenkig verbunden. Der Antriebsdämpfer wahlweise für verschiedene Richtstrahlbewegungen vorbesteht aus einem in einem feststehenden Gehäuse 24 gesehen ist, d. h., wenn außer der im vorliegenden Beilängsbeweglich gelagerten Zylinder 25 und einem auf spiel erläuterten Schwenkbewegung des Reflektors bei der Kolbenstange 23 sitzenden, zweiseitig wirkenden stillstehendem Primärstrahlerz. B. eine Kreisbewegung Kolben 26. Die beiden durch den Kolben 26 getrenn- 65 des Primärstrahlers um die Achse des still stehenden ten Zylinderräume sind im Normalbetrieb des An- Reflektors gebraucht wird. Die genannten Ventile triebsaggregats geschlossen, so daß der Kolben 26 mit werden durch einen Ventilzylinder 45 (Fig. 1), an den dem Zylinder 25 praktisch starr verbunden ist. Oben die Leitungen 43 und 44 angeschlossen sind und der auf der Außenseite des Zylinders 25 ist eine axial gegenüber den Anschlußstellen dieser Leitungen mit wirkende Verzahnung eingefräst, mit der ein auf der 70 öffnungen 46 und 47 versehen ist, und einem Ventil-

kolben 48 mit Schlitzen 49 und 50 gebildet. In Fig. 1 sind diese Ventile geöffnet dargestellt. Zur Betätigung derselben dient ein mit dem Ventilkolben 48 verbundener Arbeitskolben 51, der in seinem an den Ventilzylinder 45 anschließenden Arbeitszylinder 52 entgegen der Kraft einer Rückstellfeder 53 wirksam ist. Die Druckerzeugung erfolgt durch eine kleine, im Kasten 1 fixierte Pumpe 54, von der eine Leitung 55 zum Arbeitszylinder 52 führt und deren Kolben 56 über eine Stange 57 mit dem Steg 22 des Kurbeltriebs starr verbunden ist.

Zur Blockierung des Reflektors 3 in der Schwenkmittellage ist eine durch den Ventilkolben 48 gesteuerte Vorrichtung vorhanden, die ein längsbewegliches Sperrglied 58 enthält, das im Ruhezustand des Antriebsaggregats unter dem Einfluß einer Druckfeder 59 mit einer Lücke 60 im Zahnsegment 13 im Eingriff steht. Dieses Sperrglied 58 ist mit dem einen Arm eines an der Stelle 61 gelagerten zweiarmigen Hebels 62 gelenkig verbunden. Der andere Arm des Hebels 62 ruht auf dem nach oben verlängerten Ende des Ventilkolbens 48. Am letztgenannten Arm des Hebels 62 ist außerdem während der Rückstellbewegung eine Dämpfungskraft wirksam, die in einem feststehenden Dämpfungszylinder 63 mit dem Kolben 64 erzeugt wird. Die Regulierdüse 65 erlaubt, die Dämpfungskraft derart einzustellen, daß das Sperrglied 58 erst beim Stillstand des Schwingsystems in die Lücke 60 im Zahnsegment 13 eingreift.

Die Wirkungsweise der beschriebenen Anordnung ist folgende: Im Moment der Inbetriebnahme des Antriebsaggregats befindet sich der Ventilkolben 48 in der in Fig. 1 gezeigten Lage, und die mit Öl gefüllten Zylinderräume 31 und 32 stehen noch mit dem Außenraum in Verbindung. Der Kolben 26 des Antriebsdämpfers bewegt sich daher zunächst unwirksam im Zylinder 25, wogegen die Pumpe 54 zu arbeiten beginnt, wodurch der Arbeitskolben 51 allmählich gehoben wird. Sobald der Ventilkolben 48 die öffnungen 46 und 47 verschließt, besteht allenfalls noch eine Verbindung vom momentan größeren Zylinderraum nach außen über die zugeordneten Längsnuten 38 in der Kolbenstange 23. Diese Verbindung wird ebenfalls unterbunden im Moment, da der Kolben 26 das nächste Mal die Mittellage erreicht. Die Kopplung ist nunmehr praktisch starr, so daß nahezu die ganze Antriebskraft auf den Zylinder 25 übertragen wird. Inzwischen ist der Ventilkolben 48 entgegen der Dämpfungskraft des Dämpfungskolbens 64 vollends gehoben und damit die Blockierung des Schwingsystems gelöst worden.

Da die Kräfte zum Beschleunigen des Schwingsystems verhältnismäßig hoch sind, kommen während der ersten wirksamen Hübe des Kolbens 26 die Überdruckventile zum Ansprechen, worauf sich der Kolben jedesmal wieder in die Mittellage im Zylinder 25 einstellt. Im eingeschwungenen Zustand des Schwingsystems stellt der Antriebsdämpfer ein nahezu starres Glied der Kraftübertragung dar, und die Schwingungsamplitude des Reflektors bleibt konstant, unabhängig von äußeren Kräften, solange diese einen dem Ansprechwert der Überdruckventile entsprechenden Wert nicht übersteigen.

Das Ansprechen eines Überdruckventils während des Betriebes hat eine momentane Verschiebung des Kolbens 26 aus seiner Mittellage im Zylinder 25 und damit eine vorübergehende Abweichung der Schwingungsmittellage des Reflektors 3 vom Sollwert zur Folge. Diese Verschiebung wird jedoch selbsttätig wieder aufgehoben, weil der Kolben 26 nur in seiner Mittellage eine Kraft auf den Zylinder 25 übertragen kann, da der bei der Verschiebung des Kolbens vergrößerte Zylinderraum so lange über die in den letzteren hineinragenden Längsnuten 38 in der Kolbenstange 23 mit dem Außenraum in Verbindung steht, bis der Kolben die Mittellage erreicht hat.

Beim Stillsetzen des Antriebsaggregats hört die Druckerzeugung der Pumpe 54 auf, und der Arbeitskolben 51 bewegt sich zusammen mit dem Ventilkolben 48 unter dem Druck der Feder 53 nach unten. Hierbei werden die Öffnungen 46 und 47 freigegeben und demzufolge beide Zylinderräume mit dem Außenraum verbunden. Das Schwingsystem kann mithin frei ausschwingen und stellt sich unabhängig von der vom Kolben 26 beim Stillstand eingenommenen Lage auf die Mittellage ein. Hierauf greift das durch die Feder entgegen der Dämpfungskraft des Kolbens 64 bewegte Sperrglied 58 in die Lücke 60 im Zahnsegment und blockiert den Reflektor 3 in der definierten Mittellage.

Praktische Erfahrungen mit der beschriebenen Radar-Richtantennenanordnung haben gezeigt, daß auf den Reflektor wirkende Kräfte (z. B. durch Wind oder Vereisung) oder kleine Drehzahlschwankungen des Antriebsmotors die Schwingamplitude nicht wesentlich beeinflussen.

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Anordnung zur Übertragung der Antriebskraft für die kontinuierliche Schwenkung einer Richtstrahlantenne um eine Mittellage, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Antriebsmotor und der infolge der kontinuierlichen Schwenkung ein Schwingsystem bildenden Richtstrahlantenne ein derart bemessener Antriebsdämpfer angeordnet ist, daß bis zu einer vorgegebenen Grenze der zu übertragenden Kraft eine starre und darüber eine elastische Kopplung erreicht wird.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein hydraulischer Antriebsdämpfer vorgesehen ist, der aus einem längsbeweglich gelagerten Zylinder und einem zweiseitig wirkenden Kolben besteht und bei dem die beiden durch den Kolben getrennten Zylinderräume je durch ein Überdruckventil mit dem Außenraum in Verbindung stehen.

3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Überdruckventile in der Kolbenstange angeordnet sind.

4. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Schieberventile vorhanden sind, die in der Mittellage des Kolbens im Zylinder geschlossen sind und die beim Verschieben des Kolbens aus seiner Mittellage je den hierbei vergrößerten Zylinderraum mit dem Außenraum verbinden.

5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß in der Kolbenstange beidseits des Kolbens Längsnuten vorhanden sind, die in der Mittellage des Kolbens von außen je bis an die Innenkante des Zylinderdeckels reichen.

6. Anordnung nach Anspruch 2, unter Verwendung eines mit öl betriebenen Antriebsdämpfers, dadurch gekennzeichnet, daß der Antriebsdämpfer in einem Behälter unter öl angeordnet ist.

7. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß weitere Ventile vorgesehen sind, die im Betriebszustand des Antriebsaggregates ge-

schlossen und im Ruhezustand desselben geöffnet sind und im geöffneten Zustand beide Zylinderräume mit dem Außenraum verbinden, um bei der Außerbetriebssetzung des Antriebsaggregates die

Ausschwingen der Richtstrahlantenne zu ermöglichen.

In Betracht gezogene Druckschriften: Britische Patentschrift Nr. 610 711:

starre Kopplung zu lösen und dadurch ein freies 5 deutsche Patentschrift Nr. 524 701.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen