DE1186335B

DE1186335B - Hebelsystem aus zwei Hebeln zur UEbertragung von Signalen, insbesondere fuer Flugzeugsteuerungen

Info

Publication number: DE1186335B
Application number: DEM47710A
Authority: DE
Inventors: Helmut Gerstenhauer
Original assignee: Messerschmitt AG
Current assignee: Messerschmitt AG
Priority date: 1961-01-18
Filing date: 1961-01-18
Publication date: 1965-01-28
Also published as: GB943762A; US3218874A

Description

Hebelsystem aus zwei Hebeln zur Übertragung von Signalen, insbesondere für Flugzeugsteuerungen Die Erfindung bezieht sich auf ein Hebelsystem aus zwei Hebeln zur Übertragung von Signalen, insbesondere für Flugzeugsteuerungen, wobei das Ausgangssignal in einem bis zum Wert 0 veränderbaren Verhältnis zum Eingangssignal steht.
Bei einem einfachen Hebel ist das Verhältnis Ausgangs- zu Eingangsgröße unveränderbar. Für komplizierte Steuereinrichtungen, wie sie bei Flugzeugsteuerungen auftreten, ist es oft erforderlich, daß das Verhältnis von Ausgangs- zu Eingangssignal verstellbar ist und bei sich ändernden Betriebsbedingungen entsprechend geändert werden kann. Dabei tritt die Forderung auf, das durch die Länge der Hebelarme gegebene übersetzungsverhältnis von dem Wert 0 bis zu dem größtmöglichen ändern zu können.
Es sind Hebel bekannt, die das übersetzungsverhältnis in gewissen Grenzen durch in ihrer Länge verstellbare, d. h. ineinander verschiebbare Hebelarme verändern. Diesen Einrichtungen haftet jedoch der Nachteil an, daß die Verstellglieder (z. B. Kegelräder mit Spindel) alle im Drehpunkt und am Hebelarm des Hebels angreifen, und daher sehr komplizierte und räumlich umfangreiche mechanische Gebilde erfordern. Außerdem sind Hebel- und Kurbelsysteme bekannt ' bei welchen eine Drehbewegung auf eine hin- und hergehende Bewegung, vorzugsweise bei Shapingmaschinen, übertragen wird, wobei die Hublänge der hin- und hergehenden Bewegung durch geeignete Mittel von Null bis zu einem Maximum verstellt werden kann. Hierbei ist jedoch antriebsseitig eine Drehbewegung notwendig, da ein verstellbarer Exzenter der Fortleitung der Antriebsbewegung dient. Die hierbei notwendige Schwinge und das mit dieser zusammenarbeitende Exzenterrad haben außerdem einen relativ großen Platzbedarf, wie er für Steuerungseinbauten in Flugzeuge nicht zur Verfügung steht.
Die Erfindung vermeidet diese Nachteile dadurch, daß im Zentralpunkt, d. h. im Schnittpunkt der Drehachse und der Längsachse eines zweiarmigen, außerhalb des Schnittpunktes gelagerten Hebels Mittel vorhanden sind, an denen ein einarmiger Hebel in Richtung der Längsachse des zweiarmigen Hebels derart angelenkt ist, daß er in der durch die Drehachse und Längsachse des zweiarmigen Hebels gebildeten Ebene aus der Richtung der Längsachse des zweiarmigen Hebels heraus um mindestens 90', also in die Richtung der Drehachse des zweiarrnigen Hebels schwenkbar ist.
Das Hebelsystem besteht erfindungsgemäß aus einem Lagerbock, welcher in der gleichen Ebene zwei um 901 gegeneinander versetzte Lager aufweist, deren Achsen sich im Zentralpunkt schneiden, wobei im einen Lager ein ringförmig ausgebildeter Arm eines zweiarmigen Hebels auf einem außen radial angebrachten Lagerbolzen derart einseitig gelagert angeordnet ist, daß die Längsachse des zweiarmigen Hebels, dessen gerader Arm senkrecht zur Drehachse seines ringfönnigen Armes in radialer Richtung auf dessen Außenseite angebracht ist, in jeder Stellung durch den Zentralpunkt geht. Der dem Lagerbolzen des zweiarrnigen Hebels gegenüberliegende Mantelteil des ringfönnigen Armes weist eine in der Ebene durch die Drehachse und die Längsachse des zweiannigen Hebels liegende Führungsbahn auf, in welcher der einarmige Hebel mittels eines kugelig gelagerten Ringes geführt wird. Im anderen Lager ist ein Gabelbolzen angeordrKt, welcher auf der dem Zentralpunkt abgewandten Seite als Lagerzapfen für ein Gestänge zur Übertragung eines Drehmomentes ausgebildet ist. Im Gabelkopf, im Bereich des Zentralpunktes, ist der einarmige Hebel gelenkartig so gelagert, daß seine Längsachse in jeder Lage durch den Zentralpunkt geht und, in der Führungsbahn des ringförmigen Armes geführt, aus der Richtung der Längsachse des zweiarinigen Hebels in die Richtung der Drehachse des ringfönnigen Armes geschwenkt werden kann.
Entsprechend dem gewünschten funktionellen Zusammenhang zwischen Ausgangs- und Eingangssignal erstreckt sich die Führungsbahn im ringförrnigen Arm über einen Sektor von 90' oder gegebenenfalls auch mehr, wobei die Führungsbahn nach einer beliebigen, dem gewünschten funktionellen Zusammenhang von Ausgangs- zu Eingangssignal entsprechenden Kurve verläuft. - Eine beispielsweise Ausführung wird in den Zeichnungen dargestellt. Es zeigt Fig. 1 die Vorderansicht des Hebelsystems, F i g. 2 die Seitenansicht des Hebelsystems, und F i g. 3 die Draufsicht.
Gemäß den Zeichnungen trägt ein Lagerbock 1 zwei Lager 2, 9, deren Achsen in einer Ebene liegen und sich im Zentralpunkt Z rechtwinklig schneiden. Im Lager 2 ist der zweiarmige Hebel 3, 5, der aus dem Hebelarm 5 und dem ringförmigen Arm 3 besteht, auf einem außen radial angebrachten Lagerbolzen 4 einseitig gelagert. Die Längsachse Li und die senkrecht dazu verlaufende Drehachse D des zweiarmigen Hebels 3, 5 gehen in jeder Stellung durch den Zentralpunkt Z. Der ringförmige Arm 3 weist in seinem dem Lagerbolzen 4 und dem geraden Hebelarm 5 gegenüberliegenden Mantelteit eine in der durch die Drehachse D und die Längsachse L, gebildeten Ebene liegende Führungsbahn 6 auf, in welcher der einarmige Hebel 8 geführt wird. Im Lager 9 ist ein Gabelbolzen 10 gelagert, an welchem bei 11 ein Gestänge 12, 13 angeordnet ist, mittels dessen ein Drehmoment auf den Gabelbolzen übertragen werden kann. Statt eines Gestänges kann auch z. B. eine Spindel und Hebel oder eine Zahnstange und Zahnrad od. dgl. verwendet werden. Im Gabelkopf 16 ist der einarmige Hebel 8 gelenkig derart gelagert, daß seine Längsachse L2 in jeder Lage durch den Zentralpunkt geht. Der einam-dge Hebel 8 wird in der Führungsbahn 6 des ringförmigen Armes 3 mittels eines kugelig gelagerten Ringes 7 geführt und kann aus der Richtung der Längsachse Li des zweiarmigen Hebels 3, 5 in die Richtung der Drehachse D des ringförmigen Armes 3 geschwenkt werden. An seinem freien äußeren Ende trägt der einarmige Hebel 8 ein Kugelgelenk 15 od. dgl., über welches er mit dem Gestänge 14 verbunden ist.
Im folgenden wird die Wirkungsweise des in den Zeichnungen als Beispiel gezeigten Hebelsystems beschrieben.
Das Eingangssignal wird über das Gestänge18 und das Gelenk 17 auf den Hebelarm 5 des zweiarmigen Hebels3, 5 übertragen, welcher sich entsprechend der Größe des Eingangssignals um seine DrehachseD dreht. Die dem Eingangswert des Signals entsprechende Größe überträgt der zweiarmige Hebel 3, 5 über die Führungsbahn 6 auf den im kugehgen Ring 7 gelagerten einarmigen Hebel 8 welcher den Sigaalwert über das Kugelgelenk 15 auf das Gestänge 14 überträgt. Die in den F i g. 1 bis 3 voll ausgezogen dargestellte Stellung des Hebelsystems, bei der die Längsachse L, des zweiarmigen Hebels 3, 5 mit der Längsachse L, des einarmigen Hebels 8 zusammenfällt und sich beide um die gemeinsame Drehachse D drehen, entspricht dem übertragungsfall mit größtem Übertragungsverhältnis von Ausgangs- zu Eingangssignal, da die Signale sich wie die Abstände der Gelenke 15, 17 zum Zentralpunkt Z verhalten. Eine Veränderung des Übertragungsverhältnisses wird erreicht, indem über das Gestänge 12, 13 der Gabelbolzen 10 verdreht wird und dadurch der einarmige Hebel 8 aus seiner mit der Längsachse L, fluchtenden Lage in eine in bezug auf diese Achse beliebige, zwischen Null und 90' liegende Winkellage gebracht wird. Bei gleichbleibendem Eingangssignal wirkt Sich die erwähnte Schwenkung des Hebels 8 in der Führungsbahn 6 auf das Ausgangssignal wie eine Verkürzung des einarmigen Hebels 8 aus, denn die -wirksame Hebellänge des einarinigen Hebels 8 ist gleich der senkrechten Projektion des Hebels 8 auf die Längsachse Li des zweiarmigen Hebels 3, 5. Das Übertragungsverhältnis Ausgangs- zu Eingangssignal nimmt also mit der Schwenkung des einarmigen Hebels 8 in die Richtung der Drehachse D ab. Wird der einarmige Hebel 8 schließlich soweit verschwenkt, daß seine Achse L, mit der Drehachse D zusammen fällt (strichpunktiert gezeichnete Lage), so gibt der einarmige Hebel 8 an seinem Gelenk 15 kein Signal mehr ab, da er sich bei jedem beliebigen Eingangssignal nur noch um seine Achse L2 dreht, aber keine Schwenkung um die Drehachse D des Hebelsystems ausführt.

Claims

Patentanspräche: 1. Hebelsystem aus zwei Hebeln zur Übertragung von Signalen, insbesondere für FlugzeugsteuerunWn.- wobei das Ausgangssignal in einem bis zum Wert 0 veränderbaren Verhältnis zum Eingangssignal steht, dadurch gekennzeichnet, daß im Zentralpunkt, d. h. im Schnittpunkt der Drehachse und der Längsachse eines zweiarmigen, außerhalb des Schnittpunktes gelagerten Hebels (3, 5) Mittel vorhanden sind, an denen ein einarmiger Hebel (8) in Richtung der Längsachse des zweiarmigen Hebels derart angelenkt ist, daß er in der durch die Drehachse und Längsachse des zweiannigen Hebels gebildeten Ebene aus der Richtung der Längsachse (41) des zweiarnügen Hebels heraus um mindestens 90', also in die Richtung der Drehachse des zweiarmigen Hebels schwenkbar ist.
2. Hebelsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Lagerbock (1) in einer Ebene zwei um 90' gegeneinander versetzte Lager (2, 9) aufweist, deren Achsen sich im Zentralpunkt (Z) schneiden, und von denen das Lager (2) für die Lagerung des zweiarmigen Hebels (3, 5) dient. 3. Hebelsystem nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der zweiarmige Hebel (3, 5) aus einem ringförraigen Hebelarm (3) und einem geraden Hebelarm (5) besteht, wobei der gerade Hebelarm (5) senkrecht zur Drehachse (D) des ringförmigen Hebelarmes (3) in radialer Richtung auf der Außenseite des ringförmigen Hebelarmes angeordnet ist. 4. Hebelsystem nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in dem ringförmigen Hebelarrn (3) des zweiarmigeen Hebels (3, 5) in der Ebene durch Drehachse (D) des ringförmigen Hebelarines (3) und Längsachse (L1) des zweiarmigen Hebels (3, 5) eine Führungsbahn für den einarrnigen Hebel (8) ausgespart ist. 5. Hebelsystem nach den Ansprüchen 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß im Lager (9) des Lagerbockes (1) ein Gabelbolzen (10) gelagert ist, zur Aufnahme eines über ein Gestänge (12, 13) eingeleiteten Drehmomentes. 6. Hebelsystem nach Ansprach 5, dadurch gekennzeichnet, daß an den Gabelkopf (16) des Gabelbolzens (10) der einarmige Hebel (8) gelagert ist, derart, daß seine Längsachse(L.) durch den Zentralpunkt (Z) geht. 7. Hebelsystem nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der einarmige Hebel (8) in der Führungsbahn (6) des ringförmigen Hebelarmes (3) aus der Richtung der Längsachse (L) des zweiarinigen Hebels (3, 5) in die Richtung der Drehachse (D) des ringförmigen Hebelarmes (3) schwenkbar ist. 8. Hebelsystem nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der einarmigeHebel (8) mittels eines kugelig gelagerten Ringes (7) in der Führungsbahn (6) geführt ist. 9. Hobelsystem nach einem oder mehreren der Anspräche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der emarmige Hebel (8) mit dem Gestange (14) über ein Kugelgelenk (15) verbunden ist. 10. Hebelsystem nach einem oder mehreren der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Gabelbolzen (10) mittels Gestänge (12, 13) verdrehbar ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Französische Patentschriften Nr. 595 379, 805 564, 957816.