DE1284791B

DE1284791B - Variable speed gear

Info

Publication number: DE1284791B
Application number: DEB86476A
Authority: DE
Inventors: Eck Gerhard
Original assignee: Boelkow GmbH
Current assignee: Boelkow GmbH
Priority date: 1966-04-01
Filing date: 1966-04-01
Publication date: 1968-12-05

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verstellgetriebe für die Mischung und kontinuierlich veränderbare Übersetzung von zwei auf die Arme eines zweiarmigen Winkelhebels wirkenden Steuereingaben und Überlagerung beider Steuereingaben zu einem einzigen Ausgangssignal, wobei der Winkelhebel um eine Nick- und eine Schwenkachse beweglich gelagert ist und letztere zwecks Variierung des übersetzungverhältnisses mittels eines im Scheitelpunkt des Hebelkörpers angeordneten Drehherzes verstellbar ist.The invention relates to an adjusting mechanism for the mixture and continuously variable translation from two to the arms of a two-armed Angle lever acting control inputs and superposition of both control inputs a single output signal, the bell crank about a pitch axis and a pivot axis is movably mounted and the latter for the purpose of varying the transmission ratio adjustable by means of a rotating heart arranged at the apex of the lever body is.

Verstellgetriebe der vorbeschriebenen Art sind bekannt und werden z. B. bei Luftfahrzeugsteuerungen angewandt.Adjusting gears of the type described above are known and will be z. B. applied to aircraft controls.

So ist unter anderem ein Hebelsystem bekannt, bei welchem im Schnittpunkt der Dreh- und Längsachse eines zweiarmigen gestreckten Hebels ein einarmiger Hebel quer zu dem zweiarmigen Hebel in einer Kulissenführung an diesem verschwenkbar in einer Art Drehherz gelagert ist. Mit Hilfe dieses Getriebes kann man zwar eine einzige eingegebene Steuerbewegung mit veränderlicher Übersetzung auf ein einziges Ausgangsglied einwirken lassen, es ist aber mit diesem bekannten Getriebe nicht möglich, zwei eingegebene Steuerbewegungen in eine einzige Ausgangsbewegung zu überlagern.Among other things, a lever system is known in which at the intersection the axis of rotation and the longitudinal axis of a two-armed elongated lever is a one-armed lever transversely to the two-armed lever in a link guide on this pivotable in a kind of rotary heart is mounted. With the help of this gear you can do a single input control movement with variable translation to a single output link let it act, but it is not possible with this known gear, two to superimpose entered control movements into a single output movement.

Zwar sind auch schon solche Steuergetriebe bekannt, mit denen zwei eingegebene Steuerbewegungen zu einer einzigen Ausgangsbewegung vermischt werden. Bei diesen bekannten Konstruktionen werden die Steuerbewegungen jedoch über sperrige und gegen Biegung nur mäßig beanspruchbare Hebelgestänge, zum Teil mit Kulissenführungen, und über mehrere Umlenkungen weitergegeben. Das ist vor allem dann von Nachteil und kann zu Fehlsteuerungen führen, wenn die zu übertragenden Steuerkräfte groß sind. Kulissenführungen und Hebelgestänge-Umlenkungen sind nur mit erheblichem Aufwand und bei relativ kräftiger Ausführung derart herstellbar, daß sie mit zufriedenstellender Genauigkeit arbeiten.Such control gears are already known, with which two entered control movements can be merged into a single output movement. In these known constructions, however, the control movements are bulky and lever rods that can only be subjected to moderate stress against bending, some with link guides, and passed on through several diversions. This is especially a disadvantage then and can lead to malfunctions if the control forces to be transmitted are large are. Link guides and lever linkage deflections are only possible with considerable effort and with a relatively strong design can be produced in such a way that they are more satisfactory Working accuracy.

Zwecks Vermeidung dieser Nachteile ist ein Hebelmischgetriebe vorgeschlagen worden, bei welchem am freien Ende eines schwenkbar gelagerten einarmigen Hebels ein das Übersetzungsverhältnis bestimmender starrer Winkelhebel derart verschwenkbar gelagert ist, daß die wirksame Länge seiner Hebelarme veränderbar ist. Die zu mischenden Steuerbewegungen greifen hierbei an den Armen des starren Winkelhebels an, und die gemischte Ausgangsbewegung wird an dem einarmigen Hebel abgenommen. Dieses Verstellgetriebe arbeitet einwandfrei und beansprucht lediglich ausreichenden Spielraum für die unbehinderte Bewegung seiner verschiedenen Hebel.In order to avoid these disadvantages, a lever mixer transmission is proposed been, in which at the free end of a pivotably mounted one-armed lever a rigid angle lever which determines the transmission ratio can be pivoted in this way is stored that the effective length of its lever arms can be changed. The ones to be mixed Control movements act on the arms of the rigid angle lever, and the mixed output movement is picked up on the one-armed lever. This variable speed gear works flawlessly and only requires sufficient leeway for the unhindered Movement of its various levers.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein nach dem bekannten Prinzip arbeitendes Verstellgetriebe auszubilden, bei welchem ebenfalls eine kontinuierlich veränderbare Übersetzung zweier in eine einzige Ausgangsbewegung zu mischender Eingangssteuerbewegungen möglich ist, wobei das Getriebe entsprechend seinem Bestimmungszweck eine möglichst kompakte Bauart aufweisen soll, die seine ordnungsgemäße Unterbringung bei sehr beengten Raumverhältnissen erleichtert.The object of the invention is to provide a working according to the known principle Train adjusting gear, in which also a continuously variable Translation of two input control movements to be mixed into a single output movement is possible, the transmission according to its intended purpose as possible should have compact design, which allows its proper accommodation at very confined spaces.

Eine Lösung dieser Aufgabe ist darin zu sehen, daß in der Nickachse des Winkelhebels ein zweiter Hebel für den Abgriff des Ausgangssignals gelagert ist. In der Zeichnung ist die Erfindung an. Hand eines Ausführungsbeispiels erläutert. Es zeigt F i g. 1 das Übersetzungsprinzip eines Verstellgetriebes nach der Erfindung, F i g. 2 in perspektivischer Darstellung eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verstellgetriebes für die Mischung und kontinuierlich veränderbare Übersetzung von zwei Steuereingaben zu einem einzigen Ausgangssignal.One solution to this problem is that in the pitch axis of the angle lever, a second lever is mounted for tapping the output signal is. In the drawing the invention is on. Hand of an embodiment explained. It shows F i g. 1 the translation principle of a variable speed gear according to the invention, F i g. 2 shows an embodiment of the invention in a perspective view Variable speed gear for mixing and continuously variable translation of two control inputs to a single output signal.

In F i g. 2 sind zum besseren Verständnis einige Bauteile in aufgeschnittener Form gezeigt bzw. nur mit strichpunktierten Umrißlinien dargestellt.In Fig. 2 some components are cut open for a better understanding Shape shown or shown only with dash-dotted outlines.

Die starr verbundenen Winkelhebel 8, 9 gemäß F i g. 1 mit den Achsen d, e sind, auf ihrem Schnittpunkt M stehend, um die Achse c aus der Zeichenebene herausschwenkbar gelagert. Die Schwenkachse c ist um eine senkrecht zur Zeichenebene verlaufende, ebenfalls den Punkt M schneidende und in F i g. 1 nicht darstellbare Achse b in der Zeichenebene verstellbar (F i g. 2). Im Bild I der F i g. 1 bildet die Schwenkachse c die Halbierende des von den Winkelhebelarmen 8, 9 eingeschlossenen Winkels. Eine an einem der Hebelarme eingegebene Bewegung wird also eine gleich große, jedoch entgegengesetzte Bewegung des anderen Hebelarmes auslösen.The rigidly connected angle levers 8, 9 according to FIG. 1 with the axes d, e, standing at their point of intersection M, are mounted so that they can be pivoted out of the plane of the drawing about the axis c. The pivot axis c is about a perpendicular to the plane of the drawing, also intersecting the point M and in FIG. 1 axis b, which cannot be represented, can be adjusted in the plane of the drawing (FIG. 2). In picture I of FIG. 1, the pivot axis c forms the bisector of the angle enclosed by the angle lever arms 8, 9. A movement entered on one of the lever arms will therefore trigger an equally large but opposite movement of the other lever arm.

In den Bildern 1I und III der F i g. 1 ist die Schwenkachse c nach links bzw. rechts gedreht. Dadurch werden die an einem der Hebelarme eingegebenen Bewegungen durch den zweiten Hebelarm übersetzt und in entgegengesetzter Richtung widergegeben. Die jeweiligen Übersetzungsverhältnisse sind durch die verschieden langen Pfeile x und y (Bild I) angedeutet.In Figures 1I and III of FIG. 1 is the pivot axis c according to turned left or right. This means that the values entered on one of the lever arms are entered Movements translated by the second lever arm and in the opposite direction reproduced. The respective gear ratios are different due to the long arrows x and y (Figure I) indicated.

In Bild IV der F i g. 1 ist die Schwenkachse c so weit gedreht, daß sie außerhalb des Bereiches des von den Hebelarmen eingeschlossenen Winkels liegt. Die an einem Hebelarm eingegebene Bewegung wird hier in gleicher Richtung, vergrößert oder verkleinert, vom zweiten Hebelarm ausgeführt.In Figure IV of FIG. 1, the pivot axis c is rotated so far that it is outside the range of the angle enclosed by the lever arms. The movement entered on a lever arm is here enlarged in the same direction or reduced, executed by the second lever arm.

Fällt die Schwenkachse c dagegen mit der Achse d oder e eines der Hebelarme zusammen, so wird dieser Hebelarm keine Bewegung ausführen, gleichgültig, welches Maß die am anderen Hebelarm eingegebene Bewegung hat. Diese Stellung der Schwenkachse c ist zeichnerisch nicht dargestellt.If, however, the pivot axis c coincides with the axis d or e of one of the Lever arms together, this lever arm will not make any movement, no matter the extent of the movement entered on the other lever arm. This position of the Pivot axis c is not shown in the drawing.

In Bild V der F i g. 1 endlich ist die Schwenkachse c so weit gedreht, daß sie horizontal liegt und mit der Achse a zusammenfällt. Die an einem Hebelarm eingegebene Bewegung wird in gleicher Richtung und in gleicher Größe auch vom zweiten Hebelarm ausgeführt.In picture V of FIG. 1 finally the pivot axis c is rotated so far that that it is horizontal and coincides with the axis a. The one on a lever arm entered movement is in the same direction and in the same size also from the second Lever arm executed.

Die Winkelhebelarme 8 und 9 sind außerdem in ihrer Lagerung M um die Nickachse a kippbar, und auf der nicht gezeichneten, zur Zeichenebene rechtwinkligen Achse b ist in einiger Entfernung vom Punkt M ein in der F i g. 1 ebenfalls nicht gezeigter Hebel angeordnet (26 gemäß F i g. 2).The bell crank arms 8 and 9 are also in their storage M to the Nick axis a tiltable, and on the not shown, at right angles to the plane of the drawing Axis b is some distance from point M a in FIG. 1 neither The lever shown is arranged (26 according to FIG. 2).

Bei den vorbeschriebenen Bewegungen der Hebelarme 8 und 9 um die Schwenkachse c nickt das ganze System, je nach Verstellung der Achse c, um die Achse a, wobei die Achse c einen mehr oder minder spitzen Winkel mit der Vertikalen einschließt.In the above-described movements of the lever arms 8 and 9 about the pivot axis c, the whole system nods around axis a, depending on the adjustment of axis c, whereby the axis c encloses a more or less acute angle with the vertical.

Bei der in Bild I der F i g. 1 gezeigten Stellung, in welcher die Achse c mit der Halbierenden des von den Hebelarmen eingeschlossenen Winkels zusammenfällt und beide Hebelarme gleich große, jedoch einander entgegengesetzte Bewegungen ausführen, schwenken beide Hebelarme allein um die Achse c und führen keine Nickbewegung um die Achse a aus.In the case of the FIG. 1 position shown in which the Axis c coincides with the bisector of the angle enclosed by the lever arms and both lever arms perform equally large, but opposite movements, pivot both lever arms only around the axis c and do not lead Nodding movement around axis a.

Bei allen anderen Stellungen der Achse c zwischen den beiden Winkelhebelarmen 8 und 9 werden die an den Hebelarmen eingegebenen Bewegungen überlagert bzw. gemischt durch den dritten Hebelarm 26 (F i g. 2) weitergegeben.In all other positions of the axis c between the two angle lever arms 8 and 9, the movements entered on the lever arms are superimposed or mixed passed through the third lever arm 26 (FIG. 2).

Eine Anwendungsmöglichkeit des Verstellgetriebes sei an einem Beispiel aus dem Luftfahrzeugbau aufgezeigt. Hierzu ist das Steuergetriebe gemäß F i g. 2 geeignet.One possible application of the variable speed gear unit is an example shown from aircraft construction. For this purpose, the control gear according to FIG. 2 suitable.

Der Rotor eines nicht gezeigten Hubschraubers soll beim Schnellflug um die Längsachse automatisch, d. h. nicht vom Piloten, dagegen beim Langsamflug nur vom Piloten gesteuert werden. Der Rotor wird dabei über ein als Taumelscheibe ausgebildetes Stellglied in seiner Einstellung beeinflußt. Die Hebelarme des hier beschriebenen Verstellgetriebes werden wie folgt angeschlossen: Steuerglied vom Piloten an Hebelarmende 9; Steuerglied vom Rotor an Hebelarmende 8; Steuerglied für die Taumelscheibe an Hebelarmende 26.The rotor of a helicopter, not shown, is supposed to fly at high speed around the longitudinal axis automatically, d. H. not by the pilot, but when flying slowly can only be controlled by the pilot. The rotor acts as a swash plate trained actuator influenced in its setting. The lever arms of this described adjustment gear are connected as follows: control element from Pilots at the end of the lever arm 9; Control member from the rotor at the end of the lever arm 8; Control element for the swash plate at the end of the lever arm 26.

Die Grundplatte 1 trägt zwei Lagerböcke 2 und 3. In dem Lagerauge 27 des Lagerbockes 2 ist die kurze Welle 31 in der Achse a gelagert. Auf der Welle 31 ist mittels eines Auges 29 der Lagerkörper 25 des Hebels 26 schwenkbar um die Achse a festgelegt. An dem Lagerbock 3 mit der im Lagerauge 28 gelagerten Welle 32 ist der Hebelkörper 25 andererseits in der Lagerstelle 30 schwenkbar gehalten. Das Lagerauge 23 des Lenkers 15, in dessen freiem Ende in einer Bohrung der Zapfen 17 des Winkelhebelkörpers 14 abgestützt ist, ist auf der Welle 31 des Lagerbockes 2 gelagert. Die Achse c des Zapfens 17 und die Achse a der Wellen 31, 32 schließen einen Winkel von 90° ein und schneiden sich im Punkt M. Am Winkelhebelkörper 14 sind zwei Hebelarme 8 und 9 ausgebildet, an deren zylindrischen und drehbaren Endstücken 12, 13 Gabeln 10, 11 zum Angriff der vom Piloten und vom Rotor kommenden Steuerglieder angeordnet sind. Auch am freien Ende des Hebelarmes 26 ist ein drehbares Endstück 5 mit einer Gabel 4 zum Angriff eines nicht dargestellten, zur Taumelscheibe führenden Übertragungsgliedes angeordnet.The base plate 1 carries two bearing blocks 2 and 3. In the bearing eye 27 of the bearing block 2, the short shaft 31 is mounted in the axis a. On the shaft 31, the bearing body 25 of the lever 26 is fixed pivotably about the axis a by means of an eye 29. On the other hand, on the bearing block 3 with the shaft 32 mounted in the bearing eye 28, the lever body 25 is pivotably held in the bearing point 30. The bearing eye 23 of the link 15, in the free end of which the pin 17 of the angle lever body 14 is supported in a bore, is mounted on the shaft 31 of the bearing block 2 . The axis c of the pin 17 and the axis a of the shafts 31, 32 enclose an angle of 90 ° and intersect at point M. Two lever arms 8 and 9 are formed on the angle lever body 14, and on their cylindrical and rotatable end pieces 12, 13 forks 10, 11 are arranged to attack the control members coming from the pilot and from the rotor. Also arranged at the free end of the lever arm 26 is a rotatable end piece 5 with a fork 4 for engaging a transmission element (not shown) leading to the swash plate.

Im Zentrum des Hebelkörpers 14 ist das runde Herzstück 20 in einer Nutenführung 21 drehbar. Dieses besitzt eine Ausnehmung 22, in welche das prismatisch ausgebildete Ende 18 einer zur Nickwelle a rechtwinklig angeordneten Verdrehwelle 7 (Achse b) hineinragt. Das Prisma 18 ist von einem Mitnehmer-Stift durchsetzt, dessen zwei Endzapfen 19, von denen nur einer sichtbar ist, an gegenüberliegenden Anlageflächen zwischen dem Prisma 18 und der Ausnehmung 22 des Drehherzes 20 in Bohrungen im Drehherzkörper hineinragen, so daß diese aus der in F i g. 2 dargestellten Lage in andere, z. B. in die in F i g. 1 (Bild 1I bis V) dargestellten Verdrehstellungen gebracht werden kann. Hierzu dient ein Stellmotor 24, als dessen Verstellwelle die besagte Drehherzverstellwelle 7 (Achse b) dient. Diese Welle durchsetzt den Lagerkörper 25 des Hebels 26 und ist in ihm frei drehbar. Alle Achsen der beweglichen Teile des Systems schneiden sich in einem Punkt M.In the center of the lever body 14, the round frog 20 can be rotated in a groove guide 21. This has a recess 22 into which the prismatic end 18 of a rotating shaft 7 (axis b) arranged at right angles to the pitch shaft a protrudes. The prism 18 is penetrated by a driving pin whose two end pins 19, only one of which is visible, protrude on opposite contact surfaces between the prism 18 and the recess 22 of the rotary heart 20 into bores in the rotary heart body, so that these protrude from the in F i g. 2 position shown in other, z. B. in the in F i g. 1 (Fig. 1I to V) shown twisted positions can be brought. A servomotor 24 is used for this purpose, as the adjusting shaft of which the said rotary heart adjusting shaft 7 (axis b) is used. This shaft passes through the bearing body 25 of the lever 26 and is freely rotatable in it. All axes of the moving parts of the system intersect at a point M.

Die Verdrehwelle 7 stellt also die einzige Verbindung zwischen den um die Achse c schwenkbaren und um die Nickachse a kippbaren Hebelarmen 8 und 9 sowie dem Hebel 26 dar; zusammen mit der Verstellwelle 7 und dem Stellmotor 24 macht der Lagerkörper 25 und der Hebel 26 alle Nickbewegungen des Hebelkörpers 14 mit, ohne an den Schwenkbewegungen der Hebel 8, 9 beteiligt zu sein.The torsion shaft 7 is the only connection between the Lever arms 8 and 9 pivotable about axis c and tiltable about pitch axis a and the lever 26; together with the adjusting shaft 7 and the servomotor 24 makes the bearing body 25 and the lever 26 with all pitching movements of the lever body 14, without being involved in the pivoting movements of the levers 8, 9.

Fällt die Achse c des Verstellgetriebes mit der Hebelarmachse d zusammen, so hat der Pilot die volle Autorität über die Steuerung des Rotors, denn das Hebelarmende 26 überträgt die ganze Bewegung auf das Stellglied für die Taumelscheibe, während die Bewegung des Gestänges vom Rotor her am Hebelarmende 8 leer um die Achse c schwingt und keinerlei Bewegung übertragen kann. Fällt die Achse c dagegen mit der Hebelarmachse e zusammen, so besteht der umgekehrte Zustand. Der Rotor gibt volle Steuerbewegung auf das Stellglied für die Taumelscheibe über das Hebelarmende 26, während nun das Hebelarmende 9 leer um die Achse c schwingt. Zwischenstellungen der Achse c zwischen den beiden Hebelarmachsen d und e ergeben entsprechend gemischte Steuerbewegungen von Pilot und Rotorautomatik.If the axis c of the variable speed gear unit coincides with the lever arm axis d, so the pilot has full authority over the control of the rotor, because the lever arm end 26 transmits all movement to the actuator for the swash plate while the movement of the linkage from the rotor at the end of the lever arm 8 swings empty about the axis c and cannot transmit any movement. On the other hand, if the axis c coincides with the lever arm axis e together, the opposite condition exists. The rotor gives full steering movement on the actuator for the swash plate via the lever arm end 26, while now the The end of the lever arm 9 swings empty about the axis c. Intermediate positions of the axis c between the two lever arm axes d and e result in correspondingly mixed control movements of pilot and rotor automatic.

Claims

Claim: Variable speed gear for mixing and continuously variable translation of two acting on the arms of a two-armed angle lever Control inputs and superposition of both control inputs to form a single output signal, wherein the angle lever is movably mounted about a pitch axis and a pivot axis and the latter for the purpose of varying the transmission ratio by means of an in the vertex of the lever body arranged rotary heart is adjustable, characterized in that that in the pitch axis of the angle lever (8, 9) a second lever (26) for the tap of the output signal is stored.