Kollmorgen hat einen kundenspezifischen Aktuator entwickelt, der in den Azimut‐ und Höhenachsen in einer neuen Gattung ferngesteuerter Waffenstationen zum Einsatz kommt. Dabei wurden handelsübliche Produkte mit kundenspezifischen Engineering‐Lösungen kombiniert, um Kosten zu senken und Produktentwicklungszeiten zu verkürzen. Kollmorgen hat eine leichtgewichtige, vollständig abgedichtete, robuste und effiziente Aktuatorbaugruppe in flacher Bauweise entwickelt. Da das Waffensystem auf einem Panzerfahrzeug montiert wird, ist der Aktuator den gleichen Umgebungsbedingungen ausgesetzt wie das Äußere des Fahrzeuges. Die Flachbauweise ergab sich aus der Forderung, die Waffenstation so flach wie möglich zu gestalten, um sowohl ein entsprechendes Lichtraumprofil als auch einen niedrigen Schwerpunkt zu erreichen.

Ein leichtgewichtiges System trägt außerdem zur Einhaltung der Gewichtsbeschränkung für das Fahrzeugdach bei. Um diese Anforderungen zu erfüllen, war eine umfassende individuelle Anpassung des Aktuatorgehäuses erforderlich. Der erste Kunde erhielt das komplette System rechtzeitig für die ersten realen Feuerversuche und zur vollständigen Beurteilung. Im Anschluss an die erfolgreiche Prüfung des Waffensystems wurde ein Produktionsauftrag für mehr als 200 Systeme erteilt.

Kundenherausforderung
Die Designer von Delco Systems beschäftigten sich Anfang der neunziger Jahre mit der Möglichkeit, den hydraulischen Turmantrieb LAV‐25 elektromechanisch umzurüsten. Das ursprüngliche Turmsystem beinhaltete neben dem üblichen Druckspeicher, dem Pumpensystem und den zugehörigen Armaturen einen hydraulisch angetriebenen Aktuator und einen Innenzahnkranz oder Getriebeverdichter“. Fortschritte in der Magnetmaterialtechnologie, der digitalen Elektronik und bei den Antriebssystemen machen jetzt eine EM‐Lösung möglich.

Als hochmoderne Aufrüstung bietet der elektromechanische Servoantrieb:

•  ein erheblich geringeres Systemvolumen
•  Verzicht auf Hydraulikarmaturen und Druckspeicher
•  höhere Systemsicherheit
•  geringeren Wartungsaufwand
•  längere mittlere Ausfallzeit (MTBF)
•  kürzere mittlere Reparaturdauer (MTR)
•  erheblich geringere hörbare Geräuschentwicklung

Kollmorgen‐Lösung
In enger Zusammenarbeit mit den Delco‐Technikern wurde das Kollmorgen‐System so modifiziert, dass der ursprüngliche Getriebeverdichter zusammen mit einem neuen, kostengünstigen Gleichstrommotor/Getriebe für beide Turmachsen eingesetzt wird. Dieses neue Antriebssystem war besonders kosteneffektiv, da es aus einem bestehenden Motor‐ und Elektronikdesign abgeleitet wurde. Das Konzept der handelsüblichen Komponenten (COTS) auf Basis robuster und für den Militäreinsatz adaptierter kommerzieller“ Hardware bietet zahlreiche Vorteile für Delco und seine Endkunden. Kollmorgen entwickelte und integrierte die Antriebselektronik und den COTS‐Motor und ermöglichte so einen passenden Systemansatz.

Das Ergebnis
Die elektromechanische Umrüstung des Delco‐Turmsystems hat sich bereits als leistungsstarke Lösung bewährt. Das kostengünstige, effiziente, zuverlässige und leise Motor‐/Antriebssystem bietet einen integrierten Ansatz, der die Prüfung, Wartung und Logistik vereinfacht.

Bürstenlose Direktantriebsmotoren für Untergestelle in ferngesteuerten Waffenstationen

Kollmorgen hat die handelsübliche, gehäuse‐ und bürstenlose Motortechnologie modifiziert, um eine präzise Azimut‐und Höhenbewegungssteuerung für Waffenleitsysteme zu realisieren.

Gehäuse‐ und bürstenlose Gleichstrommotoren werden häufig in diesen Anwendungen eingesetzt und bieten eine direkte Antriebsbeschleunigung bei gleichzeitiger Minimierung der erforderlichen Antriebsmechanismen.

Zu den aktuellen Anwendungen gehören Bord‐Feuerleitsysteme und Bordschutzsysteme. Landgestützte Anwendungen umfassen ferngesteuerte Waffenleitsysteme und automatisierte Schutzeinrichtungen.

Kundenherausforderung
Das Phalanx CIWS ist die letzte Verteidigungslinie von Kriegsschiffen gegen unmittelbare Bedrohungen wie feindliche Flugzeuge oder Raketen. Das System verfügt über ein 20‐mm‐Geschütz, das im geregelten Erfassungsmodus nach mehreren Flugkörpern suchen, diese erkennen, erfassen, verfolgen, abschießen und nacheinander zerstören kann.

In vielen der Antriebsservoschleifen wie Gechützazimut und Höhenantrieb, Such‐ und Scanradar sowie Verfolgungsradar werden Motoren mit Permanentmagnet eingesetzt. Jede Anwendung erfordert leistungsstarke, höchst zuverlässige Motorlösungen.

Kollmorgen‐Lösung
Die Verwendung von Motoren mit Seltene‐Erde‐Permanentmagneten war eine Lösung für das Ausgangsproblem der Motorentmagnetisierung infolge einer Übersteuerung von Alnico‐Magnetmotoren (Aluminium‐Nickel‐Kobalt).

Kollmorgen lieferte zunächst Seltene‐Erde‐Samarium‐Kobaltmagnetdesigns und später Neodymium‐Eisen‐Bor‐Magnete, die ohne Gefahr der Entmagnetisierung über ihre Standardnenndaten hinaus eingesetzt werden konnten.

Das Ergebnis
Das Phalanx CIWS hat sich seit Anfang 1980 zu einem höchst erfolgreichen Verteidigungssystem der Kriegsmarine entwickelt. Durch den Einsatz der Motoren mit Seltene‐Erde‐Magneten konnten die Systemzuverlässigkeit und die Systemleistung erheblich verbessert werden.

Kollmorgen bietet Permanentmagnet‐Gleichstrommotor‐/Tachometer‐/Bremsenkombinationen in Gehäusen für Geschützazimut‐ und Höhenanwendungen sowie gehäuselose DC‐Drehmomentmotoren für Such‐/Scan‐ und Radarverfolgungsanwendungen.

Einige Bilder wurden mit freundlicher Genehmigung des US‐Verteidigungsministeriums veröffentlicht.