DE19914665A1 - Waffensimulator für ein Kampffahrzeug, insbesondere einem Kampfpanzer - Google Patents

Abstract

Ein Waffensimulator für ein Kampffahrzeug, insbesondere einen Kampfpanzer, mit einem im Fahrzeug schwenkbar gelagerten Wiegenkörper (1), der an seinem inneren Ende einen einem Waffenverschluß nachgebildeten Verschluß (2) trägt und in den anstelle eines Waffenrohres ein Führungsgestell (3) eingesetzt ist. Im Führungsgestell (3) ist ein Schlitten (5) zum Transport eines Übungsgeschosses aus dem Verschluß (2) in eine außerhalb des Fahrzeugs liegende Abgabeposition und wieder zurückbewegbar. Der Verschluß (2) ist gegenüber dem Wiegenkörper (1) in eine den Rücklauf des Waffenrohres simulierende, nach hinten versetzte Position und wieder nach vorne bewegbar. Als Antriebsvorrichtung für den Schlitten (5) dient ein erster Elektromotor (6), der am Führungsgestell (3) angeordnet ist und dessen Abtriebswelle über ein Ritzel (6.1) in eine Zahnstange (7) eingreift, die am Schlitten (5) befestigt ist. Als Antriebsvorrichtung für den Verschluß (2) dienen zwei zu beiden Seiten des Wiegenkörpers (1) angeordnete Spindelantriebe (8.1, 8.2), deren Spindelmuttern jeweils mit dem Verschluß (2) verbunden sind und deren Spindeln jeweils über einen zweiten und dritten Elektromotor (9.1, 9.2) angetrieben werden. Die Elektromotoren (6, 9.1, 9.2) werden von einer Regelelektronik (11) derart angesteuert, daß die Bewegungen des Schlittens (5) und des Verschlusses (2) aufeinander abgestimmt nach einem vorgegebenen Programm ablaufen.

Description

Die Erfindung betrifft einen Waffensimulator für ein Kampffahrzeug, insbeson­ dere einen Kampfpanzer, mit den Merkmalen aus dem Oberbegriff des Pa­ tentanspruchs 1.

Derartige Waffensimulatoren sind an sich bekannt. Sie werden unter anderem eingesetzt zur Ausbildung des Ladeschützen an der schweren Waffe eines Kampfpanzers.

Die Simulation besteht dabei im vorschriftsmäßigen Beladen des Waffensi­ mulators mit Übungsgeschossen, in der Ausführung der Rücklaufbewegung des Waffenrohres bei Betätigen des Abfeuerimpulses, gegebenenfalls Abtren­ nen des Hülsenbodens des Übungsgeschosses mit automatischem Hülsenbodenauswurf sowie Transport des verbrennbaren Teils des Übungs­ geschosses mittels des Schlittens in eine Auffangvorrichtung außerhalb des Fahrzeugs.

Bei bekannten Waffensimulatoren dienen als Antriebsvorrichtungen Hydrau­ likzylinder, wobei als hydraulische Energieversorgung je nach Verwendungs­ zweck ein separates Aggregat oder die serienmäßige hydraulische Kraftver­ sorgung des Fahrzeugs dienen.

In letzter Zeit sind zur Kampfwertsteigerung bei Kampfpanzern die hydrauli­ schen Antriebe der Turmrichtanlage durch elektrische Antriebe ersetzt wor­ den. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Waffensimulator mit den im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmalen auf ein elek­ trisches Antriebskonzept umzustellen, wobei der äußere Aufbau des Waffen­ simulators möglichst unverändert sein sollte und insbesondere die der realen Waffenanlage nachgebildeten Teile erhalten bleiben sollten und alle oben er­ wähnten Simulationsschritte durchgeführt werden sollten. Der Bewegungs­ ablauf sollte automatisch gesteuert erfolgen und die Möglichkeit eines manu­ ellen Notbetriebs sollte vorgesehen sein.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß mit den Merkmalen aus dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildun­ gen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.

Der Grundgedanke der Erfindung besteht nicht nur darin, die hydraulischen Antriebsvorrichtungen durch entsprechende, für den speziellen Zweck geeig­ nete elektromotorische Antriebe zu ersetzen, sondern die Vorteile der sehr genauen Steuerungsmöglichkeit des elektromotorischen Antriebs auszunut­ zen durch eine eigene Steuervorrichtung, die den Bewegungsablauf von Schlitten und Verschluß nach einem vorgegebenen Programm automatisch ablaufen läßt.

Diese Ausbildung eröffnet auch die Möglichkeit, durch entsprechende Schal­ tungen im Handbetrieb die Elektromotoren mit vorgegebenen minimalen Ge­ schwindigkeiten durch manuelle Betätigung von Schaltern anzusteuern.

Es hat sich als besonders vorteilhaft erwiesen, wenn als Elektromotoren bür­ stenlose Servomotoren verwendet werden, die mit einer Bremsvorrichtung und integrierten Drehgebern versehen sind. Die Spindelantriebe für die Bewe­ gung des Verschlusses können in besonders vorteilhafter Weise in Gehäusen angeordnet sein, die den Rohrbremsen nachgebildet sind, so daß auch hier der reale Eindruck einer Waffenanlage erhalten bleibt.

Weitere Vorteile bestehen darin, daß das reale Geschehen beim Abschuß auch insofern simuliert werden kann, als bei Übungsgeschossen mit abtrenn­ barem Hülsenboden während der Vorwärtsbewegung des Schlittens der Hül­ senboden des Übungsgeschosses abgetrennt wird und im Verschluß ver­ bleibt, so daß er nach dem Zurück- und wieder Nachvornelaufen des Ver­ schlusses ausgeworfen werden kann. Dabei kann der automatische Ablauf so gesteuert sein, daß der Vorlauf des Schlittens nur ausgelöst wird, wenn das Abtrennen des Hülsenbodens erfolgt ist. Die Beschleunigungen von Schlitten und Verschluß in den verschiedenen Teilphasen ihrer Bewegung können von der Steuervorrichtung aufgrund des vorgegebenen Programms genau vorge­ geben werden.

Im folgenden wird anhand der beigefügten Zeichnungen ein Ausführungsbei­ spiel für einen Waffensimulator nach der Erfindung und seine Funktionsweise näher erläutert.

In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 einen Waffensimulator ohne das ihn aufnehmende Fahrzeug in Drauf­ sicht;

Fig. 2 einen vertikalen Längsschnitt durch den Waffensimulator nach Fig. 1 in der Grundstellung;

Fig. 3 in einer Darstellung analog Fig. 2 den Waffensimulator in den Um­ kehrpositionen von Schlitten und Verschluß;

Fig. 4 einen Schnitt nach der Linie A-A in Fig. 2;

Fig. 5 einen Schnitt nach der Linie B-B in Fig. 2:

Fig. 6 eine Ansicht des Waffensimulators nach Fig. 1 von vorne;

Fig. 7 ein Blockschaltbild für die elektrische Versorgung der Antriebsvor­ richtungen des Waffensimulators nach Fig. 1 bis 6;

Fig. 8 in graphischer Darstellung die Abhängigkeit der Geschwindigkeiten von Schlitten und Verschluß von der Zeit in verschiedenen Phasen des Bewe­ gungsablaufes.

Wie den Fig. 1 bis 6 zu entnehmen, besitzt der dargestellte Waffensimulator einen im Turm eines im übrigen nicht dargestellten Kampfpanzers über zwei Schildzapfen 1.1 schwenkbar gelagerten Wiegenkörper 1, der an seinem hin­ teren Ende einen Verschluß 2 trägt, der einem realen Waffenverschluß genau nachgebildet ist. Anstelle des Waffenrohres ist in den Wiegenkörper ein nach vorne aus dem Turm herausgeführtes Führungsgestell 3 eingesetzt, das Füh­ rungsschienen 7.1 besitzt, auf denen ein Schlitten 5 zum Transport eines Übungsgeschosses ÜG läuft. Als Antriebsvorrichtung für den Schlitten 5 dient ein als Servomotor mit Bremsvorrichtung und integrierten Drehgebern ausge­ bildeter Elektromotor 6, der fest am Führungsgestell 3 angeordnet ist und dessen Abtriebswelle ein Ritzel 6.1 trägt, welches in eine Zahnstange 7 ein­ greift, die mit dem Schlitten 5 fest verbunden ist und parallel zu dessen Be­ wegungsrichtung verläuft. Bei der Vorwärtsbewegung des Schlittens 5 ist die Zahnstange 7 in der im Führungsgestell 3 angeordneten Führung 7.1 geführt.

Als Antriebsvorrichtung für den Verschluß 2 dienen zwei zu beiden Seiten des Wiegenkörpers 1 angeordnete Spindelantriebe 8.1 und 8.2, deren Spindeln jeweils über Elektromotoren 9.1 bzw. 9.2 angetrieben werden und deren Spin­ delmuttern mit dem Verschluß 2 zu dessen Bewegung in Richtung der Ver­ schlußachse verbunden sind. Im Verschluß 2 ist weiterhin eine Vorrichtung zum Abtrennen des Hülsenbodens HB des Übungsgeschosses ÜG angeord­ net mit einem Hebel 10, der in nicht genauer dargestellter Weise in eine Ver­ riegelung des Übungsgeschosses ÜG eingreift, wenn sich der Schlitten 5 nach vorne bewegt.

Fig. 7 zeigt den Anschluß der Elektromotoren 6, 9.1 und 9.2 an ein eine Re­ gelelektronik 11 enthaltendes Regel- und Steuerungssystem. Der Regelelek­ tronik 11 werden durch Taster oder von Sensoren ausgehend Steuersignale, beispielsweise bezüglich der Betätigung des Verschlußkeils im Verschluß, des Ladezustands, des Vorhandenseins eines Notsignals oder zur Abgabe des Abfeuerimpulses zugeführt. Die elektrische Versorgung der Regelelektronik 11 erfolgt aus dem sogenannten Feinnetz der Energieversorgungseinrichtung. Die Funktion der Regelelektronik wird in nicht eigens erläuterter, an sich be­ kannter Weise, von einem vorgegebenen Programm gesteuert. Ihre Regel- und Steuersignale werden einer Leistungselektronik 12 zugeführt, deren Netzteil an das sogenannte Grobnetz der Energieversorgungseinrichtung des Kampfpanzers angeschlossen ist. An die Leistungselektronik 12 sind die An­ schlußstecker der Elektromotore 6, 9.1 und 9.2 angeschlossen. In Fig. 7 sind neben den elektrischen Bauteilen der Wiegenkörper 1 mit den seitlich ange­ ordneten Spindelantrieben 8.1 und 8.2 sowie der Verschluß 2 dargestellt, des­ sen Bewegung nach hinten und wieder nach vorne durch die "Verschlußach­ se" angegeben ist. Der im Führungsgestell 3 laufende Schlitten 5 bewegt sich in Richtung der angegebenen "Schlittenachse".

Die jeweiligen Positionen des Schlittens 5 und des Verschlusses 2 werden durch in den Elektromotoren integrierte Drehgeber überwacht, deren Aus­ gangssignale zusätzlich der Regelelektronik zugeführt werden.

Die Funktionsweise des dargestellten Waffensimulators ist folgende:
In der in den Fig. 1 und 2 dargestellten Grundstellung liegt der Verschluß 2 an einem Gummiring 1.2 des Wiegenkörpers 1 an und der Schlitten an einem Anschlag im Führungsrohr 2.1 des Schlittens 2.

Diese Grundstellung wird an der Regelelektronik durch Aufleuchten einer LED angezeigt.

Bevor im Automatikbetrieb der Waffensimulator in Gang gesetzt wird, über­ prüft die Regelelektronik 11, ob Schlitten und Verschluß sich in Grundstellung befinden, der Verschlußkeil geschlossen ist, ein Übungsgeschoß geladen ist und kein "NOT-AUS-Signal" anliegt. Wenn ein Abfeuerimpuls zugeführt wird, beginnt die Funktion des Waffensimulators im Automatikbetrieb, der aus zwei aufeinander abgestimmten Bewegungsabläufen besteht, von denen einer vom Schlitten 5 und der andere vom Verschluß 2 vollzogen wird. Fig. 8 zeigt in beispielhafter Weise die beiden Bewegungsabläufe für den Schlitten und den Verschluß, wobei in der graphischen Darstellung jeweils die Schlittenge­ schwindigkeit VS bzw. die Verschlußgeschwindigkeit VV gegen die Zeit t auf­ getragen sind.

Während eines ersten Zeitraumes, der in Fig. 8 zwischen den Punkten 0 und I abläuft, durchläuft der Schlitten 5 eine vorgegebene Wegstrecke (beispiels­ weise 35 mm). Auf dieser Wegstrecke wird der Hülsenboden HB vom Übungsgeschoß ÜG abgetrennt. Nach erfolgter Abtrennung fährt der Schlitten 5 mit dem Rest des Übungsgeschosses ÜG nach vorne in Richtung auf sei­ nen Umkehrpunkt VI. Sobald der Schlitten 5 den Punkt I erreicht hat, wird die Bewegung des Verschlusses 2 ausgelöst. Erfolgt keine Abtrennung des Hül­ senbodens, so erreicht der Schlitten den Punkt I nicht. Es kann also in diesem Fall auch kein Startsignal für die Bewegung des Verschlusses 2 gegeben werden und der Automatikzyklus wird nach einer vorgegebenen Zeit (bei­ spielsweise 5 Sekunden) abgebrochen.

Die beim Punkt I beginnende Bewegung des Verschlusses 2 verläuft in einem ersten Teilabschnitt zwischen den Punkten I und II erst beschleunigt, dann mit maximaler Geschwindigkeit gleichförmig und schließlich abgebremst bis zur Umkehrposition bei II und dann in entgegengesetzter Richtung wiederum erst beschleunigt, dann mit maximaler Geschwindigkeit gleichförmig bis zum Punkt III. Ab Punkt 111 wird die maximale Geschwindigkeit des Verschlusses 2 weg­ abhängig verzögert und es wird im Teilabschnitt zwischen III und IV der Ver­ schluß 2 geöffnet. Während dieses Bewegungsvorganges fährt ein Auflauf­ nocken an einer Schräge einer Auflauframpe hoch und zieht dabei den Ver­ schlußkeil nach unten. Ab dem Zeitpunkt IV trifft der Verschlußkeil auf Aus­ werferkrallen. Durch den harten Aufschlag werden die Auswerferkrallen nach hinten bewegt und werfen bei diesem Vorgang den Hülsenboden HB in den Hülsenkasten aus.

Vom Zeitpunkt V an ist der Bewegungsvorgang des Verschlusses 2 abge­ schlossen und er liegt wieder am Gummiring 1.2 des Wiegenkörpers 2 an. Er befindet sich somit wieder in der Grundstellung.

Wenn sich der Verschluß 2 wieder in der Grundstellung befindet, läuft ab Zeit­ punkt VI der Schlitten 5 von seinem Umkehrpunkt wieder zurück, wobei in einem ersten Teilabschnitt dieser Bewegung die Beschleunigung relativ gering ist, um ein sicheres Auswerfen des Übungsgeschosses ÜG zu ermöglichen. Zu diesem Zweck wird der im Schlitten 5 liegende Teil des Übungsgeschos­ ses ÜG, der dort durch eine Arretierung 13 bereits festgehalten ist, während der Rückwärtsfahrt gegen eine Auswurfvorrichtung 14 gedrückt und damit in sei­ ner Bewegung festgehalten, bis der Schlitten 5 die Länge dieses Teils des Übungsgeschosses ÜG durchfahren hat und dieser in eine Auffangvorrichtung fällt. Vom Zeitpunkt VII an wird die Rückwärtsfahrt des Schlittens 5 bis zum Erreichen der maximalen Geschwindigkeit stark beschleunigt. Um den Schlit­ ten 5 ohne Beschädigung in die Grundposition einzufahren, wird er aus der Maximalgeschwindigkeit abgebremst und fährt mit einer Restgeschwindigkeit in die Grundposition ein. Im Punkt VIII hat der Schlitten 5 seinen Bewegungs­ vorgang abgeschlossen. Er schlägt mechanisch am Verschluß 2 an und be­ findet sich damit in seiner Grundstellung.

Bei Störungen und in Notfällen kann der Waffensimulator über die Regelelek­ tronik 11 betrieben werden, und es könnten sowohl der Schlitten 5 als auch der Verschluß 2 durch Betätigen entsprechender Taster mit minimaler Ge­ schwindigkeit einzeln verfahren werden.

Claims (8)

1. Waffensimulator für ein Kampffahrzeug, insbesondere einem Kampfpan­ zer, mit einem im Fahrzeug schwenkbar gelagerten Wiegenkörper (1), der an seinem inneren Ende einen, einem Waffenverschluß nachgebildeten Verschluß (2) trägt und in den anstelle eines Waffenrohres ein Führungs­ gestell (3) eingesetzt ist mit Führungsschienen (7.1) auf denen ein Schlit­ ten (5) zum Transport eines Übungsgeschosses (ÜG) aus dem Verschluß (2) in eine außerhalb des Fahrzeugs liegende Abgabeposition und wieder zurück bewegbar ist und bei welchem der Verschluß (2) gegenüber dem Wiegenkörper (1) in eine den Rücklauf des Waffenrohres simulierende, nach hinten versetzte Position und wieder nach vorne bewegbar ist, wobei die Bewegungen des Schlittens (5) und des Verschlusses (2) durch ge­ trennte Antriebsvorrichtungen erzeugt werden, dadurch gekennzeichnet, daß als Antriebsvorrichtung für den Schlitten (5) ein erster Elektromotor (6) dient, der an dem Führungsgestell (3) angeordnet ist und dessen Ab­ triebswelle ein Ritzel (6.1) trägt, welches in eine mit dem Schlitten (5) ver­ bundene, parallel zu dessen Bewegungsrichtung verlaufende Zahnstange (7) eingreift, und als Antriebsvorrichtung für den Verschluß (2) zwei zu beiden Seiten des Wiegenkörpers (1) angeordnete Spindelantriebe (8.1, 8.2) dienen, deren Spindelmuttern jeweils mit dem Verschluß (2) verbun­ den sind und deren Spindel jeweils über einen zweiten und dritten Elek­ tromotor (9.1, 9.2) angetrieben werden, und daß die Elektromotoren (6, 9.1, 9.2) von einer Regelelektronik (11) derart angesteuert werden, daß die Bewegungen des Schlittens (5) und des Verschlusses (2) aufeinander abgestimmt nach einem vorgegebenen Programm ablaufen.

2. Waffensimulator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Elek­ tromotoren (6, 9.1, 9.2) bürstenlose Servomotoren dienen, die mit einer Bremsvorrichtung und integrierten Drehgebern versehen sind.

3. Waffensimulator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Spindelantriebe (8.1, 8.2) für die Bewegung des Verschlusses (2) in Gehäusen angeordnet sind, die den Rohrbremsen nachgebildet sind.

4. Waffensimulator nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß bei Übungsgeschossen (ÜG) mit abtrennbarem Hülsenbo­ den (HB) die Abtrennung während der Vorwärtsbewegung des Schlittens (5) nach einer vorgegebenen Wegstrecke durch Einrasten eines Hebels (10) in eine Verriegelung des Übungsgeschosses (ÜG) erfolgt.

5. Waffensimulator nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Re­ gelelektronik (11) zuerst den Elektromotor (6) für den Schlitten (5) und erst nach dem Abtrennen des Hülsenbodens (HB) die Elektromotoren (9.1, 9.2) für den Verschluß (2) ansteuert.

6. Waffensimulator nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektromotoren (6, 9.1, 9.2) von der Regelelektronik (11) gemäß dem vor­ gegebenen Programm derart angesteuert werden, daß folgender Bewe­ gungsablauf erzielt wird:

• a) Nach Auslösen eines Abfeuerimpulses durchläuft der Schlitten (5) während eines ersten Zeitraums (0-I) eine vorgegebene Wegstrecke, auf der die Abtrennung des Hülsenbodens (HB) erfolgt;
• b) nach Abtrennung des Hülsenbodens (HB) läuft der Schlitten (5) weiter bis in seine Umkehrposition (6);
• c) nach Ablauf des ersten Zeitraums (0-I) setzt sich der Verschluß (2) in Bewegung und läuft während eines zweiten Zeitraums (I-VI) erst be­ schleunigt, dann gleichförmig und schließlich abgebremst in seine Umkehrposition (2) und in entgegengesetzter Richtung in einer ent­ sprechenden Bewegung wieder nach vorne in seine Ausgangsposition (V), wobei im letzten Teilabschnitt (III-IV) dieser Vorlaufbewegung der Verschluß (2) geöffnet und der Hülsenboden (HB) ausgeworfen wird;
• d) nach Ablauf des zweiten Zeitraums (I-V) läuft der Schlitten in seine Ausgangsposition (VIII) zurück, wobei in einem ersten Teilabschnitt (VI-VII) der Rücklaufbewegung, in welcher das Übungsgeschoß (ÜG) ausgeworfen wird, die Beschleunigung niedriger ist als in einem zwei­ ten Teilabschnitt (VII-VIIA) und dann in einem dritten Teilabschnitt (VIIA-VIII) der Schlitten (5) abgebremst in die Grundposition (VIII) be­ wegt wird.

7. Waffensimulator nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Positionen des Schlittens (5) und des Verschlusses (2) durch Sensoren überwacht werden, deren Ausgangssignale der Regele­ lektronik (11) zugeführt werden.

8. Waffensimulator nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß im Notbetrieb die Elektromotoren (6, 9.1, 9.2) über die Re­ gelelektronik (11) manuell ansteuerbar sind, wobei die Bewegungen des Schlittens (5) und des Verschlusses (2) mit herabgesetzter Geschwindig­ keit erfolgen.