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Die Erfindung bezieht sich auf ein Hebelmisch- Hebelmischgetriebe
getriebe zum überlagern von zwei eingegebenen Bewegungen in eine einzige Ausgangsbewegung,
wobei die eine Eingangsbewegung den Wert zwischen Null und einem Maximum aufweisen
kann, während die zweite sich umgekehrt verhält, mit einem einarmigen schwenkbar
gelagerten Hebel, wobei am freien Ende desselben ein das Übersetzungsverhältnis
bestimmender zweiarmiger Hebel beweglich gelagert ist, an dessen Armen die Steuersignale
eingegeben werden und der in einer zur Schwenkachse des einarmigen Hebels parallelen
Achse geschwenkt werden kann.
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Steuerbewegungen zu mischen und zu übersetzen, ist eine Forderung,
die in verschiedenen technischen Bereichen, z. B. im Werkzeugmaschinenbau, im Flugzeugbau
usw., gestellt werden muß.
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Es sind Hebelgetriebe bekannt, die zum Umlenken einer eingegebenen
Bewegung in mehrere unterschiedliche Richtungen dienen. Eine Überlagerung oder Mischung
von zwei eingegebenen Bewegungen in eine einzige Ausgangsbewegung ist mit den bekannten
Vorrichtungen aber nicht möglich. Auch wenn ihre Wirkungsweise umgekehrt wird, kann
die eine Eingangsbewegung z. B. nicht den Wert Null aufweisen, wenn die andere ein
Maximum erreicht, und es kann keine Überlagerung beider Bewegungen zu einer einzigen.
Ausgangsbewegung stattfinden.
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Bekannt ist ferner ein Hebelsystem, bei welchem im Schnittpunkt der
Dreh- und der Längsachse eines zweiarmigen Hebels mit gestrecktem Winkel ein weiterer
einarmiger Hebel gelagert ist, der quer zu dem genannten zweiarmigen Hebel an diesem
in einer Art Kulissenführung verschoben werden kann. Diese Konstruktion ist von
Erfordernissen ihres speziellen Verwendungszweckes geprägt. Zwar kann man mit Hilfe
dieses bekannten Getriebes eine einzige eingegebene Steuerbewegung mit veränderlicher
Übersetzung auf ein einziges Ausgangsglied einwirken lassen, es ist aber nicht möglich,
zwei eingegebene Steuerbewegungen in eine einzige Ausgangsbewegung zu überlagern.
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Schließlich ist auch ein Gesperre für eine mechanische Flugzeugsteuerung
bekannt, mit dessen Hilfe zwei eingegebene Steuerbewegungen einander überlagert
und in unveränderlichem Übersetzungsverhältnis, zu einer einzigen Ausgangsbewegung
vermischt, auf ein bewegliches Stellglied weitergegeben werden. Die zwei Steuerbewegungen
wirken bei dieser bekannten Vorrichtung auf zwei Steuergestänge, die an den Armen
eines zweiarmigen Hebels angreifen, in dessen Drehpunkt das bewegliche Stellglied
gelagert ist, über welches die gemischten, über- oder untersetzten Eingangsbewegungen
in einer einzigen Steuerbewegung auf ein zu steuerndes Aggregat übertragen werden.
Da die Angriffspunkte der beiden Steuerbewegungen an den Hebelarmen und dessen Drehpunkt
selbst unveränderlich festgelegt sind, kann auch das Übersetzungsverhältnis nicht
geändert werden.
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Die Erfindung hat es sich zur Aufgabe gemacht, ein Hebelmischgetriebe
mit veränderlicher Übersetzung auszubilden, bei dem die eingegebenen Steuerbewegungen
vom Wert Null bis zu einem Maximum regelbar sind, und zwar soll die Übersetzung
der beiden zu mischenden Steuerbewegungen gegenläufig sein, d. h., wenn sich für
den einen der Stellhebelarme die maximale Übersetzung ergibt, so soll die durch
den anderen Hebel gegebene Steuerbewegung auf Null abgesunken sein.
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Eine Lösung der Erfindungsaufgabe ist darin zu sehen, daß, wie an
sich bekannt, die wirksame Länge der Hebelarme des zweiarmigen Hebels veränderbar
ist.
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Bei einer bevorzugten Ausgestaltung des Erfindungsgedankens ist der
zweiarmige Hebel als starrer Winkelhebel ausgebildet, wobei dessen Arme, wie weiterhin
gemäß der Erfindung vorgeschlagen wird, ebenso lang sind wie der Abstand zwischen
der Schwenkachse des einarmigen Hebels für die Ausgangsbewegung und der Mischachse
des zweiarmigen Hebels.
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Die durch die Erfindung erzielten Vorteile sind vor allem darin zu
sehen, daß es bei Ausschaltung von gleitenden Führungen, wie Schiebehülsen, Kulissenführungen
u. dgl., gelungen ist, einen weitgehend spielfreien Mischhebel zu schaffen, mit
dessen
Hilfe zwei eingegebene- Steuerbewegungen mittels eines nur
drehende Bewegungen ausführenden Hebelsystems variabel zu übersetzen, zu überlagern
und als eine einzige Ausgangsbewegung auf ein Stellglied od. dgl. wirksam werden
zu lassen. Den gesteigerten Anforderungen im Maschinenbau allgemein und im Flugzeugbau
im besonderen bezüglich geringen Gewichtes und raumsparender Anordnungsweise ist
hierbei im besonderen Maße Rechnung getragen.
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Durch die Erfindung wird die Übersetzung, Übertrabwng und Mischung
von Steuerbewegungen ermöglicht, die zwei verschiedene Ursachen haben, einmal manuelle
Eingaben, mit »Pilot« bezeichnet, und ferner automatisch ausgeführte Bewegungen,
die mit »Automatik« bezeichnet sind.
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In der Zeichnung-ist beispielsweise eine Anwendungsmöglichkeit der
Erfindung im Flugzeugbau an Hand der nachfolgend erläuterten F i g. 1 beschrieben,
während F i g. 2 das dazugehörige Ausführungsbeispiel in perspektivischer Ansicht
zeigt.
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Im Diagramm gemäß F i g. 1 sind V1 und V2 bestimmte markante Geschwindigkeitsstufen,
und d ist die Steuerbewegung. Von der Geschwindigkeit O bis zur Stufe V1 wird die
Steuerbewegung nur vom Piloten eingegeben. In der Spanne von der Stufe V1 bis Stufe
V2 wird die Steuerbewegung in zunehmendem Maße vom: Piloten abgegeben und von der
Automatik übernommen, so daß sich z. B. bei V1,5 der Wert d zur Hälfte aus Steuerbewegungen,
die der Pilot eingibt, und zur anderen Hälfte aus automatischen Steuerbewegungen
zusammensetzt. Der Einfluß des Piloten wird bei zunehmender Geschwindigkeit geringer,
und im gleichen Maße nimmt der Anteil der automatischen Steuerung zu, bis vom Erreichen
der Geschwindigkeitsstufe V2 ab die gesamte Steuerbewegung d von der Automatik hergeleitet
ist.
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Gemäß F i g. 2 ist auf einem Lagerbock 1 zwischen Stützen 2, 3 mit
Lagerbohrungen in der Achsrichtung h der Wellenabschnitt 4 drehbar gelagert. Der
Hebel s ist durch Schweißung mit dem Wellenabschnitt 4 fest verbunden und trägt
an seinem freien Ende senkrecht zu seiner Längsachse und parallel zur Achse h einen
ebensolchen fest verschweißten Wellenabschnitt 6. An diesem drehbar um die Achse
m ist die U-förmige Gabel 7 fliegend gelagert, in deren freien Schwenkflügeln gegenüberliegende
Lagerbohrungen 9 vorgesehen sind für den Durchtritt der verlängerten TriebweIle
des Stellmotors 10, dem über ein Kabel 11 Strom zugeführt wird. Die
in. den Bohrungen 9 drehbare Motorwelle durchsetzt in Richtung der Achse i einen
Winkelhebel, dessen Hebelarme 12, 13; starr miteinander verbunden, in der Gabel
7 in Richtung des Pfeiles a schwenkbar gehalten sind.
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Die Stelhnotorwelle ist im Zentrum des Winkelhebelkörpers urdrehbar
geführt, so daß die Hebelarme 12, 13 gezwungen sind, den vom Stellmotor ausgeführten
Winkelbewegungen zu folgen. Eine ungewollte Schwenkbewegung des Winkelhebels 12,
13 um die Achse i wird durch selbsthemmenden Antrieb verhindert. Die Arme 12; 13
des Winkelhebels sind an ihren freien Enden mit Gelenkanschlüssen.14, 15 versehen,
welche sphärische Bewegungen zulassen und z. B. auch als Kugelgelenkanschlüsse ausgebildet
sein können und zum Anschluß eines vom Piloten und von der Automatik betätigbaren
Gestänges dienen. Die vom Piloten bzw. von der Automatik über den Winkelhebel 12,
13 eingegebenen Bewegungen werden je nach der Stellung des Hebels 12,13 in einem
entsprechenden, aus F i g. 1 ersichtlichen Mischungsverhältnis über eine am Wellenabschnitt
6 ausgebildete Gabel 16 und ein nicht dargestelltes Gestänge zu einem Steuergetriebe
weitergeleitet.
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Die Wirkungsweise der Einrichtung ist folgende: Die vom Piloten bzw.
von der Automatik ausgeführten Steuerbewegungen beaufschlagen die Hebelarme 12,
13 in dem Maße, in welchem diese um die Achse i durch den Motor 10 winkelverstellt
sind. So wird z. B. in der ausgezogen gezeichneten Stellung der vom Piloten betätigte
Hebelarm 13 die maximalen Steuerbewegungen ausführen, während der durch die Automatik
beaufschlagte Hebel 12 keine Steuerbewegung weitergibt. Bei Bewegungen des Hebels
5 in Richtung des Pfeiles b bzw. der fest mit ihm verbundenen Gabel 16 auf
Grund der vom Piloten ausgeführten Steuerbewegungen am Hebelarm 13 wird sich der
auf Nullstellung befindliche Hebelarm 12 vielmehr durch Drehung der Gabel 7 und
damit des Winkelhebelarmes 12 um die Achse m des Lagerzapfens 8 so neigen, daß sein
Gelenkanschlußpunkt 14 seinen Abstand gegenüber seinem Festpunkt an der Automatik
beibehält.
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Durch den Verstellmotor 10, der von einem zeichnerisch nicht dargestellten
Regler geschaltet wird, werden die Hebelarme 12, 13 entsprechend der Geschwindigkeit
des Flugzeuges geschwenkt. Der Regler spricht erst an, wenn die Stufe V1(vgl. F
i g.1) erreicht ist, und hat seine Endstellung erreicht, wenn die Stufe V2 überschritten
wird. In dem Bereich zwischen V1 und V2 wird die Betätigung der Hebelarme 12, 13
beim Schwenken derselben um die Achse i vom Piloten auf die Automatik verlagert,
bis die in der Zeichnung strichpunktierte Stellung des Hebelarmes 13 erreicht ist,
in der die gesamte Steuerbewegung von der Automatik herrührt, während die durch
den Piloten verursachte Bewegung auf Null abgesunken ist.
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Die auf diese Weise gemischten und überlagerten Steuerbewegungen werden
mittels der Gabel 16 einem nicht dargestellten geeigneten Steuergetriebe mitgeteilt.
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Die von einer veränderlichen Größe abhängenden, zweckmäßigen oder
notwendigen Veränderungen des Übersetzungsverhältnisses kann man z. B.. mittels
eines elektrischen oder hydraulischen Stellmotores auf die jeweilige Stellung der
Schwenkachse des zweiarmigen Winkelhebels wirksam werden lassen.