DE102011102037B4

DE102011102037B4 - Full rotation Simulator

Info

Publication number: DE102011102037B4
Application number: DE201110102037
Authority: DE
Inventors: Christian Reischmann; Johannes Kreuz
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2011-05-16
Filing date: 2011-05-16
Publication date: 2014-05-15
Anticipated expiration: 2031-05-17
Also published as: DE102011102037A1

Abstract

Steuerbarer Flugsimulator mit einer Halterung 11, die einen ersten Antriebskreis 3 mit einer Bezugsebene 10 verbindet, mit einem zweiten Antriebskreis 6 der orthogonal zum ersten Antriebskreis 3 angeordnet ist, mit einem Cockpit 7, dass fest im zweiten Antriebskreis 6 montiert ist, wobei der erste Antriebskreis 3 aus einem äußeren Ring 1 und einem inneren drehbar gelagerten und antreibbaren Ring 2 besteht, wobei der zweite Antriebskreis 6 einen äußeren Ring 4 aufweist, der mit dem inneren Ring 2 des ersten Antriebskreises 3 fest verbunden ist, und einem inneren Ring 5, der drehbar gelagert und antreibbar ist.Controllable flight simulator with a holder 11, which connects a first drive circuit 3 with a reference plane 10, with a second drive circuit 6 which is arranged orthogonally to the first drive circuit 3, with a cockpit 7 that is firmly mounted in the second drive circuit 6, the first drive circuit 3 consists of an outer ring 1 and an inner rotatably mounted and drivable ring 2, the second drive circuit 6 having an outer ring 4 which is fixedly connected to the inner ring 2 of the first drive circuit 3, and an inner ring 5 which is rotatable is stored and drivable.

Description

1. Stand der Technik1. State of the art

Diese Erfindung betrifft eine Anlage zur freien Bewegung und Steuerung der Lage eines Flugzeugcockpits im Raum. Dabei kann das zu bewegende Cockpit in allen drei Raumachsen unabhängig voneinander und in allen drei Raumachsen unbegrenzt rotiert werden. Die Rotation des Cockpits um seine Raumachsen und um dessen Mittelpunkt kann um jede Achse einzeln erfolgen oder in Kombination mehrerer Achsen, wodurch alle möglichen Lageabläufe, auch zeitlich gesteuert, durchgeführt werden können. Die Kombination des Cockpits mit der hier benannten Erfindung stellt einen vollbeweglichen Flugsimulator dar. Solche Flugsimulatoren dienen der Abbildung eines realen Fluges in einem Modell. Je realer das Abbild erzeugt werden kann, desto effektiver kann ein Simulator genutzt werden.This invention relates to a system for free movement and control of the position of an aircraft cockpit in space. The cockpit to be moved can be rotated indefinitely in all three spatial axes independently of each other and in all three spatial axes. The rotation of the cockpit around its spatial axes and around its center can be done around each axis individually or in combination of several axes, whereby all possible Lageabläufe, also controlled by time, can be performed. The combination of the cockpit with the invention named here represents a fully mobile flight simulator. Such flight simulators serve to depict a real flight in a model. The more real the image can be generated, the more effectively a simulator can be used.

Bereits offenbarte Flugsimulatoren können die Lage eines Flugzeugcockpits in zwei Raumachsen um jeweils 45° in beiden Drehrichtungen steuern. Hierbei handelt es sich um die Rollachse und die Nickachse. Die Lage des Cockpits wird in Abhängigkeit eines Flugsimulatorprogrammes eingestellt. Hierzu wird eine Plattform, auf der das Cockpit montiert ist, über hydraulische Zylinder bewegt. Diese Flugsimulatoren sind aufgrund ihrer Konstruktion auf den Raumachsen im Drehwinkel begrenzt, wodurch das Simulationsergebnis eingeschränkt ist.Previously disclosed flight simulators can control the position of an aircraft cockpit in two spatial axes by 45 ° in both directions of rotation. These are the roll axis and the pitch axis. The position of the cockpit is set depending on a flight simulator program. For this purpose, a platform on which the cockpit is mounted, moved by hydraulic cylinders. These flight simulators are limited in their rotation angle due to their construction on the spatial axes, whereby the simulation result is limited.

Eine Anlage zur Simulation von Winkel- und Translationsbewegungen ist in der Patentschrift DE 689 17 302 T2 offenbart. Diese Anlage besteht aus einem feststehenden Rahmen, der im Inneren als eine Kugelform ausgeführt ist, die wiederum eine Kugel enthält, die das zu testende Objekt aufnimmt. Die innere Kugel ist magnetisch gelagert und wird durch Glockenläufermotoren angetrieben. Zwei beweglich gelagerte Arme führen die innere Kugel. Hierdurch kann ein zu testendes Objekt in sechs Freiheitsgraden beschleunigt werden, translatorisch auf allen drei Raumachsen, wobei der Translationspfad auf allen Achsen begrenzt ist. Um alle drei Raumachsen kann die Winkelbeschleunigung simuliert werden, wobei die Rollachse im Drehwinkel unbegrenzt und die Nick- und Rollachse im Drehwinkel begrenzt sind.A system for the simulation of angular and translational movements is in the patent DE 689 17 302 T2 disclosed. This system consists of a fixed frame, which is made inside as a spherical shape, which in turn contains a ball that receives the object to be tested. The inner ball is magnetically supported and driven by bell-crank motors. Two moveable arms guide the inner sphere. In this way, an object to be tested can be accelerated in six degrees of freedom, translationally on all three spatial axes, wherein the translation path is limited on all axes. The angular acceleration can be simulated around all three spatial axes, whereby the roll axis in the rotation angle is unlimited and the pitch and roll axis are limited in the rotation angle.

Weiterhin ist ein Gerät, wie es in der Patentschrift WO 00/20083 offenbart wird, bekannt, das eine oder mehrere Personen willkürlich auf einer gedachten Kugeloberfläche bewegen kann. Die Person befindet sich in einem Gestell, das diese Personen um zwei orthogonale Achsen unbegrenzt dreht und mit auf der Kugeloberfläche kreist. Das Gestell, mit der darin befindlichen Person, ist über drei konzentrische Ringe, die kardanisch zu einander drehbar gelagert sind, auf gehangen. Die zu befördernde Person befindet sich außerhalb des Mittelpunktes der drei Ringe. Durch den Antrieb des äußersten Ringes werden die inneren Ringe und das Gestell mit der Person ebenfalls in Bewegung versetzt. Diese Anlage dient im weitesten als Fahrgeschäft auf Jahrmärkten. Aufgrund dieser Konstruktion kann die Person in diesem Gerät keine definierten oder gesteuerten Lageabläufe, die konzentrisch zum Personenmittelpunkt sind, durchführen.Furthermore, a device as in the patent WO 00/20083 It is known that one or more persons can move arbitrarily on an imaginary spherical surface. The person is in a frame that rotates these people indefinitely around two orthogonal axes and circles on the surface of the sphere. The frame, with the person therein, is hung on three concentric rings, which are gimbaled to each other rotatably mounted on. The person to be transported is outside the center of the three rings. By driving the outermost ring, the inner rings and the frame are also set in motion with the person. This facility is used in the farthest as rides on fairs. Due to this construction, the person in this device can not carry out any defined or controlled movements which are concentric with the center of the person.

In der Patentschrift EP 0 580 086 B1 wird eine Anlage zur Simulation von Winkelbeschleunigungen offenbart. Diese Anlage dient der Simulation von Winkelbeschleunigungen, die zum Beispiel bei Verkehrsunfällen in Kraftfahrzeugen auftreten. Hierzu ist eine Karosserie auf einem Gestell montiert, das auf einer Ebene in eine Richtung beschleunigt und bewegt wird. Während dieser Bewegung wird die Karosserie über eine von zwei möglichen Achse gedreht. Die Drehbewegungen werden durch verschiedene Mechanismen ausgelöst. Die Lagerung der Drehachsen erfolgt durch Drehkränze, die nicht konzentrisch, sondern orthogonal zueinander angeordnet sind. Es wird dargelegt, dass die Drehkränze der Rollachse über motorisch verstellbare Gewichte beschleunigt werden. Hierzu wird der Drehkranz arretiert und die Gewichte in eine labile Position gedreht. Anschließend wird der Drehkranz freigegeben und die Karosserie pendelt in die stabile Lage zurück. Die Rollachse wird über Seilzüge oder mechanische Hebel angetrieben. Eine koordinierte Bewegung beider Achsen ist nur bedingt und im Drehwinkel begrenzt möglich.In the patent EP 0 580 086 B1 A system for simulating angular acceleration is disclosed. This system is used to simulate angular acceleration, which occurs, for example, in traffic accidents in motor vehicles. For this purpose, a body is mounted on a frame that is accelerated and moved on one level in one direction. During this movement, the body is rotated over one of two possible axis. The rotational movements are triggered by various mechanisms. The bearing of the axes of rotation takes place by turntables, which are not concentric, but orthogonal to each other. It is stated that the slewing rings of the roll axis are accelerated by means of motor-adjustable weights. For this purpose, the turntable is locked and turned the weights in a labile position. Then the turntable is released and the body swings back to the stable position. The roll axle is driven by cables or mechanical levers. A coordinated movement of both axes is limited and possible in the rotation angle limited.

Weiterhin ist ein Bewegungssimulator bekannt, der einen 6-Achs-Roboterarm als Antrieb nutzt, um alle sechs Freiheitsgrade eines Objektes simulieren zu können. Dieser Simulator, der auch Robocoaster genannt wird und unter www.robocoaster.com im Internet zu finden ist, kann das gehalterte Objekt frei in einem begrenzten Aktionsraum bewegen. Die Roll- und Gierachse sind im Drehwinkel unbegrenzt beweglich, die Nickachse ist mit einem Winkel von 180° begrenzt. Das Rotationszentrum befindet sich nicht im Objektmittelpunkt, sondern außerhalb des Objektes. Der Roboterarm ist in der Lage das Objekt in allen drei Raumachsen translatorisch und um ein Rotationszentrum rotatorisch beschleunigen.Furthermore, a motion simulator is known, which uses a 6-axis robot arm as a drive to simulate all six degrees of freedom of an object can. This simulator, which is also called Robocoaster and can be found on the Internet at www.robocoaster.com, can move the content object freely in a limited action space. The roll and yaw axis are infinitely movable in the rotation angle, the pitch axis is limited to an angle of 180 °. The center of rotation is not in the center of the object, but outside the object. The robot arm is capable of translating the object in all three spatial axes and of rotating it about a rotation center.

2. Problembeschreibung2. Problem description

Es sind Systeme bekannt, in denen Objekte gelagert sind, die die Lage von Objekten durch elektrische oder hydraulische Antriebe verändern können. Diese haben jedoch Einschränkungen in ihren Freiheitsgraden, beziehungsweise in ihrer Steuerbarkeit der Lageposition.Systems are known in which objects are stored that can change the position of objects by electric or hydraulic drives. However, these have limitations in their degrees of freedom, or in their controllability of the position position.

Es sind Systeme offenbart, die die Lage eines Objektes, bezogen auf den Drehwinkel, zwar unbegrenzt auf der Roll-, Nick- und Gierachse verändern können, aber die Position in den einzelnen Raumachsen nicht definiert steuern oder die Lage in einer beliebigen Position halten können. Die Bewegungsenergie wird mittels eines Drehantriebes von außen über eine kardanische Aufhängung nach innen übertragen, um somit das innen liegende Objekt in Bewegungen zu versetzen. Diese Bewegungsabläufe sind abhängig vom Aufbau der Haltekonstruktion. Systems are disclosed which can change the position of an object with respect to the angle of rotation indefinitely on the roll, pitch and yaw axes, but can not control the position in the individual spatial axes in a defined manner or hold the position in any desired position. The kinetic energy is transmitted by means of a rotary drive from the outside via a gimbal to the inside, so as to enable the interior object to move. These movements depend on the structure of the support structure.

Steuerbare Lagesysteme, die ein gehaltertes Objekt in der Roll- und Nickachse bewegen, sind ebenfalls bekannt. Solche Lagesysteme können definierte Drehwinkel in der Roll- und Nickachse um den Objektmittelpunkt vollziehen. Diese Drehwinkel sind begrenzt und schränken somit die Funktionalität des Lagesystems ein.Controllable location systems that move a salaried object in the roll and pitch axes are also known. Such position systems can perform defined rotation angles in the roll and pitch axes around the object center. These angles of rotation are limited and thus limit the functionality of the position system.

Bisherige Lagesysteme sind nicht fähig, die Lage eines Objektes in allen drei Raumachsen so zu steuern, dass der Drehwinkel jeder Raumachse unbegrenzt, unabhängig von den anderen Raumachsen und dabei steuerbar ist.Previous position systems are not able to control the position of an object in all three spatial axes so that the rotation angle of each spatial axis is unlimited, independent of the other spatial axes and thereby controllable.

3. Lösungsansatz und Beschreibung3. Approach and description

Die hier offenbarte Erfindung beschreibt einen Flugsimulator, der ein Flugzeugcockpit um drei Raumachsen einzeln und unabhängig voneinander und unbegrenzt drehen kann, wobei der Drehwinkel jeder Raumachse einzeln und unabhängig voneinander steuerbar ist.The invention disclosed herein describes a flight simulator that can independently and indefinitely rotate an aircraft cockpit about three spatial axes, the rotational angle of each spatial axis being individually and independently controllable.

sDie Erfindung besteht aus einem stationären Antriebskreis, der durch ein Halterahmen mit einer Bezugsebene fest verbunden ist und einem inneren Antriebskreis, in dem ein Cockpit über eine Haltekonstruktion befestigt ist, die zueinander orthogonal sowie konzentrisch angeordnet und miteinander fest verbunden sind.The invention consists of a stationary drive circuit fixedly connected to a reference plane by a support frame and an inner drive circuit in which a cockpit is secured via a support structure which are mutually orthogonal and concentric and rigidly connected together.

Die Antriebskreise weisen jeweils eine solche Größe auf, so dass der innere Antriebskreis in den stationären Antriebskreis einsetzbar ist.The drive circuits each have such a size, so that the inner drive circuit can be inserted into the stationary drive circuit.

Jeder dieser beiden vorher genannten Antriebskreise besteht jeweils aus zwei Einzelringen, die so miteinander verbunden sind, dass diese radial drehbar und axial fest gelagert sind. Diese Ringe sind so konstruiert, dass diese ineinander passen, konzentrisch angeordnet sind und auf einer Ebene liegen. Der größere Ring, im Weiteren als äußerer Ring bezeichnet, beinhaltet einen kleinen Ring, im Weiteren als innerer Ring bezeichnet.Each of these two aforementioned drive circuits each consist of two individual rings, which are connected to each other so that they are mounted radially rotatable and axially fixed. These rings are designed so that they fit together, are concentric and lie on one level. The larger ring, hereinafter referred to as outer ring, includes a small ring, hereinafter referred to as inner ring.

Der äußerer Ring und der innerer Ring fungieren zusammen als ein Antrieb, so dass ein Drehmoment auf der axialen Achse und daraus resultierend eine Drehbewegung erzeugt werden kann, die in beiden Drehrichtungen ausführbar ist.The outer ring and the inner ring act together as a drive, so that a torque can be generated on the axial axis and, as a result, a rotational movement that is executable in both directions of rotation.

Auf dem äußeren Ring sind Spulen angeordnet, die in Abhängigkeit ihrer Bestromung ein Magnetfeld erzeugen, das auf Magneten, die auf dem inneren Ring montiert sind, eine Kraft erzeugt, die ein Drehmoment zwischen dem äußeren Ring und inneren Ring hervorruft.On the outer ring coils are arranged which generate a magnetic field in response to their energization, which generates a force on magnets which are mounted on the inner ring, which causes a torque between the outer ring and inner ring.

Die Steuerung der Spulenströme erfolgt durch ein Kreissteuergerät, wobei jeder Antriebskreis ein separates Kreissteuergerät enthält, das die Steuersignale von einem Hauptsteuergerät mittels einer Funkübertragung empfängt.The control of the coil currents is carried out by a cycle control unit, wherein each drive circuit includes a separate cycle control unit, which receives the control signals from a main control unit by means of a radio transmission.

Zwischen dem äußeren Ring und dem inneren Ring sind radial Schleifkontakte angeordnet, die die notwendige Elektroenergie für die Antriebsringe übertragen.Between the outer ring and the inner ring radial sliding contacts are arranged, which transmit the necessary electrical energy for the drive rings.

Im Folgenden wird die Erfindung durch die angehängten Zeichnungen detaillierter beschrieben.In the following, the invention will be described in more detail by the attached drawings.

In 1 ist der grundlegende Aufbau dieser Erfindung mit innenliegendem Cockpit 7 und einer Haltekonstruktion 11 des Vollrotationssimulator perspektivisch dargestellt.In 1 is the basic design of this invention with an internal cockpit 7 and a support structure 11 the Vollrotationsssimulator shown in perspective.

2 zeigt den Aufbau eines Antriebskreise 3, 6 in dem die beiden Hauptkomponenten eines Antriebskreises 3, 6, bestehend aus jeweils einem äußeren Ring 1, 4 und einem inneren Ring 2, 5, sowie die Lagerungen 14, 15 und Spulen 12 mit dazugehörigen Doppelmagneten 13 dargestellt sind. 2 shows the structure of a drive circuit three . 6 in which the two main components of a drive circuit three . 6 , each consisting of an outer ring 1 . 4 and an inner ring 2 . 5 , as well as the bearings 14 . 15 and coils 12 with associated double magnets 13 are shown.

3 ist der detaillierte Ausschnitt eines äußeren Ringes 1, 4 die aus ineinander gesteckten und zueinander orthogonal ausgerichteten Tragelementen bestehen. three is the detailed section of an outer ring 1 . 4 consisting of nested and mutually orthogonal support elements.

4 zeigt den Aufbau einer Doppelspule 12 mit einem dazugehörigen Doppelmagneten 13. 4 shows the construction of a double coil 12 with an associated double magnet 13 ,

In 1 ist der Aufbau dieser Erfindung dargestellt, die auf einer Unterkonstruktion 10 steht und durch die Halterung 11 mit der Unterkonstruktion 10 verbunden ist. Die Halterung 11 ist fest mit dem äußeren Ring 1 verbunden, der durch die Lagerung 14 wiederum mit dem inneren Ring 2 der Rollachse 9 eine um die Rollachse 9 drehbare Einheit erzeugt. Der Aufbau der Lagerung 14 lässt nur den Freiheitsgrad der Rotation um die Rollachse 9 zu, weitere fünf Freiheitsgrade sind durch die Lagerung 14 gesperrt. In der Lagerung 14 ist ebenfalls ein elektromagnetischer Antrieb enthalten, der ein Drehmoment zwischen dem äußeren Ring 1 und dem inneren Ring 2 erzeugt, das auf der Rollachse 9 liegt.In 1 the construction of this invention is shown on a substructure 10 stands and through the bracket 11 with the substructure 10 connected is. The holder 11 is stuck to the outer ring 1 connected by the storage 14 again with the inner ring 2 the roll axis 9 one around the roll axis 9 rotatable unit generated. The structure of storage 14 leaves only the degree of freedom of rotation about the roll axis 9 to, another five degrees of freedom are due to storage 14 blocked. In storage 14 Also included is an electromagnetic drive that provides torque between the outer ring 1 and the inner ring 2 generated on the roll axis 9 lies.

Der innere Ring 2 ist fest mit dem äußeren Ring 4 verbunden, so dass die Axialachse des inneren Ringes 2 und die Axialachse des äußeren Ringes 4 rechtwinklig zueinander auf einer Ebene liegen und der Mittelpunkt des inneren Ringes 2 und der Mittelpunkt des äußeren Ringes 4 aufeinander liegen. In dem äußeren Ring 4 ist, durch die Lagerung 15, der innere Ring 5 auf gehangen und bildet somit eine Rotation um die Nickachse 8. Der Aufbau der Lagerung 14 lässt nur den Freiheitsgrad der Rotation um die Nickachse 8 zu, weitere fünf Freiheitsgrade sind durch die Lagerung 15 gesperrt. In der Lagerung 15 ist ebenfalls ein elektromagnetischer Antrieb enthalten, der ein Drehmoment zwischen dem äußeren Ring 4 und dem inneren Ring 5 erzeugt, dass auf der Nickachse 8 liegt. The inner ring 2 is stuck to the outer ring 4 connected so that the axial axis of the inner ring 2 and the axial axis of the outer ring 4 lying at right angles to each other on a plane and the center of the inner ring 2 and the center of the outer ring 4 lie on one another. In the outer ring 4 is, by the storage 15 , the inner ring 5 hung on and thus forms a rotation about the pitch axis 8th , The structure of storage 14 leaves only the degree of freedom of rotation about the pitch axis 8th to, another five degrees of freedom are due to storage 15 blocked. In storage 15 Also included is an electromagnetic drive that provides torque between the outer ring 4 and the inner ring 5 that generates on the pitch axis 8th lies.

Diese Anordnung erzeugt in ihrem Inneren einen Mittelpunkt, durch den beide Rotationsachsen 8, 9, die Nickachse 8 und Rollachse 9, verlaufen, die so angeordnet sind, dass beide Rotationsachsen 8, 9 senkrecht zueinander stehen. Um diesen Mittelpunkt herum befindet sich ein Cockpit 7, sodass dessen Mittelpunkt mit dem Mittelpunkt der Erfindung deckungsgleich ist.This arrangement creates in its interior a center through which both axes of rotation 8th . 9 , the pitch axis 8th and roll axis 9 , Run, which are arranged so that both axes of rotation 8th . 9 perpendicular to each other. Around this center is a cockpit 7 so that its center is congruent with the center of the invention.

Das Cockpit 7 ist mittels einer Haltekonstruktion mit dem inneren Ring 5 verbunden, die Halterung hierfür ist nicht dargestellt.The cockpit 7 is by means of a support structure with the inner ring 5 connected, the holder for this is not shown.

Die zum Drehen der Antriebskreise 3, 6 notwendige Energie wird in Form von Elektroenergie mittels Schleifkontakte, die ebenfalls in dem Lager 14 und dem Lager 15 integriert sind, übertragen und stehen ebenfalls dem Cockpit 7 zur Verfügung. Diese Schleifkontakte sind radial um die Rotationsachsen 8, 9, im selbigen Radius wie der jeweilige äußere Ring 1, 4 des jeweiligen Antriebskreises 3, 6, geführt.The for turning the drive circuits three . 6 necessary energy is provided in the form of electrical energy by means of sliding contacts, which are also in the warehouse 14 and the camp 15 are integrated, transferred and are also the cockpit 7 to disposal. These sliding contacts are radial about the axes of rotation 8th . 9 , in the same radius as the respective outer ring 1 . 4 of the respective drive circuit three . 6 , guided.

2 zeigt detailliert den Aufbau eines Antriebskreises 3, 6 mit den äußeren Ringen 1, 4, den inneren Ringen 2, 5, mit einer Lagerung 14, 15, mit Doppelmagneten 13 befestigt auf den inneren Ringen 2, 5, mit Spulen 12 montiert auf den äußeren Ringen 1, 4 und die aus diesem Aufbau resultierenden Rotationsachsen 8, 9. 2 shows in detail the structure of a drive circuit three . 6 with the outer rings 1 . 4 , the inner rings 2 . 5 , with a storage 14 . 15 , with double magnets 13 fastened on the inner rings 2 . 5 , with coils 12 mounted on the outer rings 1 . 4 and the rotation axes resulting from this construction 8th . 9 ,

Die äußeren Ringe 1, 4 und die inneren Ringe 2, 5 liegen jeweils ineinander auf einer Ebene, sodass deren Axialachsen 8, 9 aufeinander liegen.The outer rings 1 . 4 and the inner rings 2 . 5 lie one inside the other on a plane, so that their axial axes 8th . 9 lie on one another.

Die Lagerungen 14, 15 sind radial auf den inneren Ringen 2, 5 angeordnet, die die translatorischen Kräfte der drei Raumachsen zwischen den äußeren Ringen 1, 4 und den inneren Ring 2, 5 aufnehmen. Als Freiheitsgrad bleibt jeweils eine Rotationsachse 8, 9 frei, die jeweils auf der Axialachse des äußeren Ringes 1, 4 und jeweils auf der Axialachse des inneren Ringes 2, 5 liegen.The bearings 14 . 15 are radial on the inner rings 2 . 5 arranged the translational forces of the three spatial axes between the outer rings 1 . 4 and the inner ring 2 . 5 take up. The degree of freedom is always one axis of rotation 8th . 9 free, each on the axial axis of the outer ring 1 . 4 and each on the axial axis of the inner ring 2 . 5 lie.

Die Doppelmagnete 13 sind auf dem inneren Ring 2, 5 radial verteilt und zeigen in Richtung der Spulen 12 die auf dem äußeren Ring 1, 4 radial verteilt angeordnet sind. Die Anzahl der Doppelmagnete 13 ist um einen Magneten höher als die Anzahl der Spulen 12. Dadurch entsteht ein Winkelversatz zwischen den Spulen 12 und den Doppelmagnete 13, der bei der Bestromung der Spulen 12 genutzt wird, um eine Kraft zwischen den Spulen 12 und den Doppelmagneten 13 zu erzeugen, die in einem Drehmoment resultiert, das eine Rotation 8, 9 um die Axialachse hervorruft. Die Pole der Doppelmagnete 13 sind abwechselnd in Nord und Südausrichtung zu den Spulen 12 ausgerichtet.The double magnets 13 are on the inner ring 2 . 5 radially distributed and pointing in the direction of the coils 12 on the outer ring 1 . 4 are arranged distributed radially. The number of double magnets 13 is one magnet higher than the number of coils 12 , This creates an angular offset between the coils 12 and the double magnets 13 in the energization of the coils 12 is used to create a force between the coils 12 and the double magnets 13 to produce, which results in a torque that is a rotation 8th . 9 around the axial axis causes. The poles of the double magnets 13 are alternately in north and south orientation to the coils 12 aligned.

3 zeigt detailliert die skelettartige Bauweise der äußeren Ringe 1, 4 und inneren Ringe 2, 5. three shows in detail the skeletal construction of the outer rings 1 . 4 and inner rings 2 . 5 ,

Die Tragkreisen 16 und die Querplatten 17 sind derart ausgeführt, dass diese ineinander gesteckt werden und somit senkrecht zueinander angeordnet sind. Die Tragkreise 16 nehmen die radialen Druck- und Zugkräfte auf. Die Rundheit der Ringe wird hauptsächlich durch die Form der Tragkreise 16 bestimmt. Die Laufplatten 18 halten die Tragkreise 16 und die Querplatten 17 zusammen, da diese an beiden Stirnseiten mit den Laufplatten 18 verschraubt sind. Dadurch sind alle Tragelemente, in den äußeren Ringen 1, 4 und in den inneren Ringen 2, 5, fest miteinander verbunden und können so alle auftretenden Kräfte, die auf die äußeren Ringe 1, 4 und in den inneren Ringen 2, 5 einwirken, aufnehmen und weiterleiten, wodurch eine robuste, stabile und leichte Konstruktion entsteht.The carrying circles 16 and the transverse plates 17 are designed such that they are inserted into one another and thus are arranged perpendicular to each other. The support circles 16 absorb the radial compressive and tensile forces. The roundness of the rings is mainly due to the shape of the support circles 16 certainly. The running plates 18 hold the carrying circles 16 and the transverse plates 17 together, as these on both ends with the running plates 18 are bolted. As a result, all supporting elements, in the outer rings 1 . 4 and in the inner rings 2 . 5 , firmly connected together and so can all the forces acting on the outer rings 1 . 4 and in the inner rings 2 . 5 act, absorb and transfer, creating a robust, stable and lightweight construction.

Der Spulenaufbau, offenbart in 4, beinhaltet einen Wicklungskern auf dessen zwei Polschenkel zwei gegensinnig gewickelte Wicklungen angebracht sind, die bei einem gerichteten Stromfluss durch beide Wicklungen ein Magnetfeld erzeugen, das den Doppelmagneten 13 anzieht und nach einem Stromrichtungswechsel den Doppelmagneten 13 abstößt. Der Wicklungskern bildet mit den Wicklungen, die hier nicht dargestellt sind, die Doppelspule 12.The coil construction disclosed in 4 includes a winding core on whose two pole legs two oppositely wound windings are mounted, which generate in a directed current flow through both windings, a magnetic field, the double magnet 13 attracts and after a change of current direction the double magnet 13 repels. The winding core forms with the windings, which are not shown here, the double coil 12 ,

Die Einzelmagneten, des Doppelmagneten 13 sind gegensinnig angeordnet, sodass bei einem Einzelmagneten der Südpol in Richtung des Wicklungskerns ausgerichtet ist und bei dem anderen Einzelmagneten der Nordpol in Richtung des Wicklungskerns ausgerichtet ist. Der magnetische Fluss, der aus der Bestromung der Wicklungen resultiert, ist in der Anordnung nach 4 geschlossen und durchläuft keine weiteren Komponenten dieser Erfindung. Der Wicklungskern besteht aus mehreren Lagen von einzelnen Blechen, die den Verlust im Kerninneren aufgrund von Wirbelströmen reduzieren.The single magnets, of the double magnet 13 are arranged in opposite directions, so that in a single magnet, the south pole is oriented in the direction of the winding core and is aligned in the other individual magnet of the north pole in the direction of the winding core. The magnetic flux resulting from the energization of the windings is in the arrangement according to 4 closed and does not undergo further components of this invention. The winding core consists of several layers of individual sheets, which reduce the loss inside the core due to eddy currents.

Die Doppelspule 12 wird an den Querplatten 17 des äußeren Rings 1 und an den Querplatten 17 des äußeren Rings 4 durch Schrauben befestigt. Der Abstand zwischen dem Doppelmagneten 13 und dem jeweiligen Schenkel des Wicklungskerns ist auf ein technisch realisierbares Minimum reduziert, somit kann der magnetische Streufluss weiter reduziert und der magnetische Widerstand, der den magnetischen Stromfluss verringert, minimiert werden.The double coil 12 gets at the cross plates 17 of the outer ring 1 and at the cross plates 17 of the outer ring 4 fastened by screws. The distance between the double magnet 13 and the respective leg of the winding core is reduced to a technically feasible minimum, thus the magnetic leakage flux can be further reduced and the magnetic resistance, which reduces the magnetic current flow, can be minimized.

Claims

Controllable flight simulator with a bracket 11 that is a first drive circuit three with a reference plane 10 connects, with a second drive circuit 6 the orthogonal to the first drive circuit three is arranged with a cockpit 7 that stuck in the second drive circuit 6 is mounted, wherein the first drive circuit three from an outer ring 1 and an inner rotatably mounted and driven ring 2 exists, wherein the second drive circuit 6 an outer ring 4 that is with the inner ring 2 of the first drive circuit three firmly connected, and an inner ring 5 which is rotatably supported and driven.

A flight simulator according to claim 1, wherein between the inner rings 2 . 5 and the outer rings 1 . 4 an electromagnetic drive is arranged which provides a torque between the inner rings 2 . 5 and the outer rings 1 . 4 produced, being on the outer rings 1 . 4 Do the washing up 12 are arranged and on the inner rings 2 . 5 double magnets 13 are arranged and the coils 12 individually controllable, so that the rotational speeds and directions of rotation can be influenced.

Flight simulator according to one of claims 1, 2, wherein for energy transmission on the outer rings 1 . 4 Copper grinding contacts and on the inner rings 2 . 5 Brush contacts are arranged.

Flight simulator according to claim 1-3, wherein information about speed and direction are transmitted by a radio system.

Flight simulator according to claim 1-4, wherein the outer rings 1 . 4 and the inner rings 2 . 5 each of 4 carrying circles 16 exist, which by transverse plates 17 spaced apart, and by an inner race plate 19 and an outer race plate 18 are firmly connected to each other.

Flight simulator according to claim 1-5, wherein the connection of the outer rings 1 . 4 and the inner rings 2 . 5 is realized by ball bearings, which fix the radial and axial axis.

Flight simulator according to claim 1-6, wherein on the outer rings 1 . 4 60 coils 12 , and the inner rings 2 . 5 double magnets 13 are arranged, wherein the coils 12 are switched in opposite directions, and the polarity of the adjacent double magnets 13 is alternating.