DE1251123B

DE1251123B - Control rod, especially for an airplane

Info

Publication number: DE1251123B
Application number: DEH44976A
Authority: DE
Inventors: Grafelfing Dipl -Ing Siegfried Gunter
Original assignee: Vereinigte Flugtechnische Werke Gesellschaft mit beschrankter Haftung fru her "Weser" Flugzeugbau/Focke-Wulf/ Heinkel-Flugzeugbaii, Bremen
Publication date: 1967-09-28

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY

DEUTSCHESGERMAN

PATENTAMTPATENT OFFICE

AUSLEGESCHRIFTEDITORIAL

Int. Cl.:Int. Cl .:

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:Number:
File number:
Registration date:
Display day:

F16hF16h

Deutsche Kl.: 47h-1German class: 47h -1

1251123
H44976Xn/47h
23. Februar 1962
28. September 19671251123
H44976Xn / 47h
February 23, 1962
September 28, 1967

BehördeneigentumGovernment property

Die Erfindung betrifft ein Steuergestänge insbesondere für ein Flugzeug, mittels dessen mit einem mechanischen Eingangssignal unterschiedliche Ausgangssignale bewirkt werden können, wobei das Eingangssignal in ein Hebelsystem geleitet wird und ein Verstellhebel zur Änderung der Übersetzung des vom Eingangssignal ausgehenden Bedienungssignals vorgesehen ist.The invention relates to a control linkage in particular for an aircraft, by means of which with a mechanical input signal different output signals can be caused, the input signal is directed into a lever system and an adjusting lever to change the translation of the operating signal emanating from the input signal is provided.

Bei einer Schwinghebelpumpe ist es an sich bekannt, die Amplitude des durch eine exzentrisch gelagerte Stange gesteuerten Hubes so weit veränderbar zu machen, daß im Grenzfall durch die Bewegung der Stange kein Hub mehr bewirkt wird. Dort ist am Schwinghebel eine Gleitsteinführung vorgesehen. Solche Führungen sind mit Spiel behaftet. Außerdem ist eine solche Führung verhältnismäßig aufwendig.In a rocker arm pump, it is known per se, the amplitude of the by an eccentric To make stored rod controlled stroke so far changeable that in the borderline case by the movement the rod no longer causes a stroke. A sliding block guide is provided there on the rocker arm. Such tours are fraught with play. In addition, such leadership is proportionate laborious.

Bei einem bekannten Steuergestänge für Flugzeuge ist zwar eine Gleitsteinführung vermieden, es ist aber eine große Zahl von Gelenken und Getriebeteilen notwendig, um die dort gestellte Aufgabe zu lösen. Dort soll und kann eine Übersetzung bewirkt werden. Eine Übersetzung bis zu Null ist jedoch nicht angestrebt und auch nicht erreichbar.In a known control linkage for aircraft, a sliding block guide is avoided, it however, a large number of joints and gear parts are necessary to achieve the task at hand to solve. A translation should and can be effected there. However, a translation down to zero is not aimed for and also not attainable.

Weiterhin ist ein Steuergestänge vorgeschlagen worden mit einem ersten Betätigungshebel zum gleichsinnigen und mit einem zweiten Betätigungshebel zum gegensinnigen Verstellen zweier Glieder, z. B. zum gleich- und gegensinnigen Verschwenken seitlich der Symmetrieebene eines in der Flachlage senkrecht startenden und landenden Flugzeugs angeordneter Schubeinrichtungen, wobei die Wirkung der Verstellung des zweiten Betätigungshebels von einem Höchstwert auf den Wert Null abnehmen soll, während der erste Betätigungshebel von seiner Endlage in die andere bewegt wird. Dort gabelt sich der erste Betätigungshebel in zwei erste Lenker, die mit je einer Stange zum Verstellen der beiden Glieder und mit je einem zweiten Lenker verbunden sind, die von den Enden eines quer zur Bewegungsrichtung des ersten Steuerhebels liegenden doppelarmigen Schwenkhebels ausgehen, der durch den zweiten Steuerhebel verschwenkbar ist, wobei, wenn sich der erste Betätigungshebel in der einen Endlage befindet, die Achsen der Gelenke durch die Stoßstangen mit den Lenkern verbunden sind und mit der Schwenkachse des doppelarmigen Schwenkhebels zusammenfallen. Furthermore, a control linkage has been proposed with a first operating lever for in the same direction and with a second operating lever for adjusting two links in opposite directions, z. B. for pivoting in the same direction and in opposite directions to the side of the plane of symmetry of one in the flat position vertical take off and landing aircraft arranged thrust devices, with the effect the adjustment of the second operating lever should decrease from a maximum value to the value zero, while the first operating lever is moved from its end position to the other. There it forks first operating lever in two first handlebars, each with a rod for adjusting the two links and are each connected to a second link, from the ends of a transverse to the direction of movement of the first control lever lying double-armed pivot lever go out by the second The control lever can be pivoted, and when the first operating lever is in one end position, the axes of the joints are connected to the handlebars by the bumpers and to the pivot axis of the double-armed pivot lever coincide.

Der Erfinder hat sich die Aufgabe gestellt, das eingangs als zum Stand der Technik gehörend erläuterte Steuergestänge zu vereinfachen und so auszubilden, daß eine Nullstellung ermöglicht wird.The inventor set himself the task of what was explained at the beginning as belonging to the prior art To simplify control linkage and to train so that a zero position is made possible.

Steuergestänge, insbesondere für ein FlugzeugControl linkage, in particular for an aircraft

Anmelder:Applicant:

Vereinigte Flugtechnische WerkeUnited aeronautical works

Gesellschaft mit beschränkter HaftungCompany with limited liability

früher »Weser« Flugzeugbau/Focke-Wulf/formerly »Weser« aircraft construction / Focke-Wulf /

Heinkel-Flugzeugbau,Heinkel aircraft construction,

Bremen 1, Hünefeldstr. 1-5Bremen 1, Hünefeldstr. 1-5

Als Erfinder benannt:Named as inventor:

Dipl.-Ing. Siegfried Günter, GräfelfingDipl.-Ing. Siegfried Günter, Graefelfing

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß eine Stange für das Eingangssignal mit einer StangeAccording to the invention this is achieved in that a rod for the input signal with a rod

ao für das Ausgangssignal gemeinsam auf einem Hebel mit einer Achse gelagert ist, dessen Drehpunkt mittels eines Hebels von dem zweiten zur Änderung der Übersetzung dienenden Verstellhebel aus verschwenkbar ist, wobei der Hebel, die Stange und derao for the output signal is jointly mounted on a lever with an axis, the pivot point of which is by means of a lever from the second adjusting lever used to change the translation can be pivoted is, where the lever, the rod and the

as den Drehpunkt tragende Arm des Hebels gleich lang sind und die Achse in ihrer Mittelstellung koaxial zum zellenfesten Drehpunkt des Hebels steht, wobei ferner das freie Ende der Stange gelenkig an einem Führungshebel für die Signalweitergabe angreift, alles derart, daß außer der Änderung des Übersetzungsverhältnisses auch ein Signalausgang <% = O erreichbar ist.The arm of the lever carrying the pivot point is the same are long and the axis in its central position is coaxial with the fulcrum of the lever that is fixed to the cell, furthermore the free end of the rod articulatedly engages a guide lever for signal transmission, everything in such a way that apart from the change in the gear ratio there is also a signal output <% = O can be reached.

Die Schwenkarme des Verstellhebels können gegeneinander verschiedene Winkel, einschließen, so daß eine solche Anordnung ausführbar ist, bei der der Anschlußpunkt des gestängeseitigen Armes des Verstellhebels in der einen Endstellung auf der Verbindungslinie zwischen der flugzeugfesten Drehachse des Verstellhebels und dem einen Gelenk des zweiten um eine flugzeugfeste Achse schwenkbaren Hebels liegt, wodurch eine Verstellmöglichkeit des Verstellhebels aus dieser Endstellung in zwei Richtungen bei gleichsinniger Änderung des Ausgangssignales erreicht wird.The swivel arms of the adjusting lever can enclose different angles with respect to one another, see above that such an arrangement is feasible in which the connection point of the rod-side arm of the Adjusting lever in one end position on the connecting line between the aircraft-fixed axis of rotation of the adjusting lever and the one joint of the second lever pivotable about an axis fixed to the aircraft lies, whereby the adjustment lever can be adjusted from this end position in two directions is reached when the output signal changes in the same direction.

Die Erfindung ist in der Zeichnung beispielsweise dargestellt. Es zeigtThe invention is shown in the drawing, for example. It shows

F i g. 1 ein Hebelwerk in derjenigen Stellung des Verstellhebels, in der der Signalausgang ein Maximum wird,F i g. 1 a lever mechanism in that position of the adjusting lever in which the signal output is a maximum will,

F i g. 2 das Hebelwerk in derjenigen Stellung des Verstellhebels, in der der Signalausgang den Wert O hat,F i g. 2 the lever mechanism in that position of the adjusting lever in which the signal output has the value O Has,

709 649/223709 649/223

F i g. 3 Gestaltung des Verstellhebels im Sinne der Fig. 1 und 2,F i g. 3 design of the adjusting lever in accordance with FIGS. 1 and 2,

F i g. 4 den Einfluß des Verstellwinkels φ auf das Ausgangssignal α für eine Anordnung nach F i g. 3,F i g. 4 shows the influence of the adjustment angle φ on the output signal α for an arrangement according to FIG. 3,

F i g. 5 eine andere Gestaltung für den Verstellhebel, F i g. 5 another design for the adjusting lever,

F i g. 6 den Einfluß des Verstellwinkels φ auf das Ausgangssignal für eine Anordnung nach Fig. 5.F i g. 6 shows the influence of the adjustment angle φ on the output signal for an arrangement according to FIG.

Bei der Steuervorrichtung nach F i g. 1 wird eine Bewegung der Stange 1 in Pfeilrichtung über den Hebel 2 auf den bei 3 ortsfest gelagerten Hebel 4 übertragen. Die Achse 5 zwischen den Hebeln 2 und 4 bewegt sich dabei auf einem Kreisbogen um den Punkt3, wobei die Ächse'6 zwischen Stängel und Hebel 2 durch den Hebel 7 geführt wird. Die an dem Hebel 4 angelenkte Stange 8 bewegt sich somit im wesentlichen nach rechts.In the control device according to FIG. 1 is a movement of the rod 1 in the direction of the arrow over the Transfer lever 2 to lever 4, which is fixedly mounted at 3. The axis 5 between the levers 2 and 4 moves on an arc around point 3, with the axis'6 between stems and lever 2 is passed through lever 7. The rod 8 articulated on the lever 4 thus moves essentially to the right.

Der Hebel 7 ist mittels der Achse 9 an einem bei 10 ortsfest gelagerten Schwenkhebel 11 angelenkt, der über eine Stange 12 durch einen bei 13 ortsfest gelagerten Verstellhebel 14 verschwenkbar ist. Der Hebel 11 soll jedoch bei der zuvor beschriebenen Bewegung der Stange 1 in Ruhe bleiben, so daß für diese Bewegung die Achse 9 ortsfest ist. Die Abstände zwischen den Achsen 6 und 9 einerseits und den Achsen 6 und 5 andererseits sind gleich lang, so daß die Achse 9 in die Verlängerung der Achse 6 schwenkbar ist. Ist dieser Zustand erreicht, so wirkt sich eine Bewegung der Stange 1 nicht mehr in einer Verschiebung der Stange 8 aus. Legt man die Achse 6 in die Verlängerung der Drehachse 10, so wird der Hebel 4 bei einer Verstellung des Verstellhebels 14 nicht bewegt, und die Stange 8 bleibt somit in Ruhe. Stößt eine derartige Anordnung aus konstruktiven Gründen auf Schwierigkeiten, so legt man die Drehachse 10 vorzugsweise auf die Winkelhalbierende der beiden Hebel 2 und 7. In diesem Fall wird die Stange 8 während der Verschwenkung des Hebels 14 nur geringfügig bewegt.The lever 7 is articulated by means of the axis 9 to a pivot lever 11 fixedly mounted at 10, which can be pivoted via a rod 12 by an adjusting lever 14 fixedly mounted at 13. Of the However, lever 11 should remain at rest during the movement of the rod 1 described above, so that for this movement the axis 9 is stationary. The distances between the axes 6 and 9 on the one hand and the axes 6 and 5, on the other hand, are of equal length, so that the axis 9 is an extension of the axis 6 is pivotable. If this state is reached, a movement of the rod 1 no longer acts in one Displacement of the rod 8. If you put the axis 6 in the extension of the axis of rotation 10, so the lever 4 is not moved when the adjusting lever 14 is moved, and the rod 8 thus remains in peace. If such an arrangement encounters difficulties for structural reasons, then one sets the axis of rotation 10 preferably on the bisector of the two levers 2 and 7. In this case the rod 8 is moved only slightly during the pivoting of the lever 14.

Die Steuercharakteristik der beschriebenen Vorrichtung läßt sich als Funktion der bei gegebener Verstellung der Stange 1 erzielbaren Verstellung α der Stange 8 in Abhängigkeit von der Winkelstellung φ des Verstellhebels 14 angeben. Für eine Anordnung nach F i g. 3 zeigt F i g. 4 eine graphische Darstellung dieser Funktion. Hier sind die Endpunkte des Schwenkbereichs derart gewählt, daß sich in der einen Endstellung I eine maximale Übertragung des Eingangssignals auf das Ausgangssignal ergibt und in der anderen Endstellung II, in der die Achsen 5 und 9 zur Deckung gebracht sind, die Bewegung der Stange 8 gleich Null wird.The control characteristics of the device described can be specified as a function of the adjustment α of the rod 8 that can be achieved with a given adjustment of the rod 1 as a function of the angular position φ of the adjustment lever 14. For an arrangement according to FIG. 3 shows F i g. 4 is a graphical representation of this function. Here the end points of the pivoting range are chosen so that in one end position I there is a maximum transfer of the input signal to the output signal and in the other end position II, in which the axes 5 and 9 are brought into congruence, the movement of the rod 8 is the same Becomes zero.

Durch eine Verschiebung des Schwenkbereichs des mit der Stange 12 verbundenen Arms des Verstellhebels 14 läßt sich die Steuerfunktion beeinflussen. Nach F i g. 5 ist der Schwenkbereich derart verschoben, daß sich in beiden Endlagen I und III die maximale Aussteuerung und in der Mittelstellung II der Ausschlag Null ergibt. Um bei gleichem Schwenkwinkel φ des Winkelhebels 14' dieselbe Maximalverschiebung α der Stange 8 wie mit der Anordnung nach F i g. 3 zu erhalten, sind die Stange 12' sowie der obere Arm des Schwenkhebels 11' verkürzt und der linke Arm des Winkelhebels 14' verlängert. Die F i g. 6 zeigt das dieser Anordnung entsprechende Diagramm. Die Funktion nach F i g. 4 stellt im Vergleich dazu den auf das Doppelte gestreckten linken Ast dieser Kurve dar. Es versteht sich, daß durch entsprechend gewählte Anschläge und Getriebeabmessungen jeder beliebige Abschnitt der Kurve von Fig. 6 als Steuercharakteristik erhalten werden kann.The control function can be influenced by shifting the pivoting range of the arm of the adjusting lever 14 connected to the rod 12. According to FIG. 5 the swivel range is shifted in such a way that the maximum modulation results in both end positions I and III and the deflection zero in the middle position II. In order to achieve the same maximum displacement α of the rod 8 with the same pivot angle φ of the angle lever 14 'as with the arrangement according to FIG. 3, the rod 12 'and the upper arm of the pivot lever 11' are shortened and the left arm of the angle lever 14 'is lengthened. The F i g. 6 shows the diagram corresponding to this arrangement. The function according to FIG. In comparison, FIG. 4 shows the left branch of this curve stretched twice as long. It goes without saying that any desired section of the curve from FIG. 6 can be obtained as a control characteristic by appropriately selected stops and gear dimensions.

Die beschriebene Steuervorrichtung findet mit Vorteil im Flugzeugbau Einsatz, wo man mechanische Steuerungen wegen ihrer größeren Zuverlässigkeit gegenüber hydraulischen, elektrischen und elektronischen Steuerungen bevorzugt.The control device described is used with advantage in aircraft construction, where mechanical Controllers because of their greater reliability compared to hydraulic, electric and electronic controls preferred.

ίο Als möglicher Einsatz sei die Schubsteuerung eines Strahlflugzeuges für Senkrechtstart und -landung mit schwenkbaren Triebwerken oder Strahlkrümmern erwähnt. Bei einer derartigen Steuerung werden die unterschiedlichen Schubkräfte während der Höhenbewegung des Flugzeuges ebenfalls durch die normalerweise für die Ruderbewegung vorhandenen Steuermittel (Steuerknüppel, Steuerpedal) betätigt. Soll auf diese Weise z. B. bei senkrecht orientierten schwenkbaren Triebwerksgondeln eine RoIl-ίο A possible use is the thrust control a jet aircraft for vertical take-off and landing with swiveling engines or jet manifolds mentioned. With such a control, the different thrust forces are during the height movement of the aircraft also by the normally available for the rudder movement Control means (joystick, control pedal) actuated. Should in this way z. B. with vertically oriented swiveling engine nacelles a role

ao bewegung eingeleitet werden, so geschieht dies durch die dem Flugzeugführer gewohnte Betätigung des Steuerknüppels, die in diesem Fall einen unterschiedlichen Schub der beiden Triebwerke hervorrufen muß. Eine entsprechende Steuermaßnahmeao movement are initiated, this is done by actuating the pilot as usual Control sticks, which in this case cause the two engines to thrust differently got to. A corresponding tax measure

as bei horizontal gelagerten Triebwerksgondeln würde jedoch eine Gierbewegung des Flugzeuges zur Folge haben. Es ist daher erforderlich, den Einfluß der Schubsteuerung durch den Knüppel mit zunehmender Schwenkung der Triebwerke in die horizontale Lage bis auf Null zu vermindern. Im Fall einer Anordnung nach der F i g. 1 würde daher der Verstellhebel 14 selbsttätig in Abhängigkeit von der Stellung der Triebwerksgondeln derart verstellt werden müssen, daß die Achse 9 bei horizontaler Lage der Triebwerksgondeln in die Verlängerung der Achse 5 geschwenkt wäre, wie es in F i g. 2 gezeigt wird. In diesem Fall hätte eine Steuerbewegung des Knüppels auf die Stange 1 keine Auswirkung mehr auf die zur unterschiedlichen Schubeinstellung der beiden Triebwerke dienende Stange 8.as would with horizontally mounted engine nacelles however result in a yaw motion of the aircraft. It is therefore necessary to reduce the influence of the Thrust control by the stick with increasing pivoting of the engines in the horizontal Ability to decrease to zero. In the case of an arrangement according to FIG. 1 would therefore be the adjusting lever 14 must be adjusted automatically depending on the position of the engine nacelles in such a way that that the axis 9 in the horizontal position of the engine nacelles in the extension of the axis 5 would be pivoted, as shown in FIG. 2 is shown. In this case there would have been a control movement of the stick on the rod 1 no more effect on the different thrust setting of the two Propeller rod 8.

Claims

Patent claims:

1. Control linkage, in particular for an aircraft, by means of which with a mechanical Input signal different output signals can be caused, the input signal is directed into a lever system and an adjusting lever to change the translation of the operating signal emanating from the input signal is provided, characterized in that that a rod (1) for the input signal with a rod (2) for the output signal is jointly mounted on a HebeL (7) with an axis (6), the pivot point of which

(9) by means of a lever (11) from the second adjusting lever used to change the translation (14) can be pivoted from, the lever (7), the rod (2) and the pivot point (9) supporting ann of the lever (11) are of equal length and the axis (6) is coaxial in its central position to the cell-fixed pivot point (10) of the lever (11), furthermore the free end of the rod (2) articulated on a guide lever (4) for signal transmission engages, everything in such a way that except A signal output α = 0 can also be achieved after the change in the transmission ratio.

2. Control linkage according to claim 1, "characterized in that the pivot arms of the Ver

adjusting lever (14) include different angles against each other.

Documents considered: French Patent No. 1049 921; British Patent No. 832,365; U.S. Patent No. 2,796,774; Fuchslocher / Schulz, "The Pumps", 11th edition, 1963, pp. 255 and 256.

Older patents considered: German Patent No. 1 220 740.

1 sheet of drawings

709 649/223 9.67 Q Bundesdruckerei Berlin709 649/223 9.67 Q Bundesdruckerei Berlin