DE1548396B1

DE1548396B1 - Gimbal mounted gyro

Info

Publication number: DE1548396B1
Application number: DE19661548396
Authority: DE
Inventors: Herbert Fuhr; Ernst Gruber; Rudolf Knopp
Original assignee: Messerschmitt Bolkow Blohm AG
Current assignee: Airbus Defence and Space GmbH
Priority date: 1966-12-15
Filing date: 1966-12-15
Publication date: 1970-04-30
Also published as: US3570282A

Description

Die Erfindung betrifft einen kardanisch gelagerten durch unvermeidbar ist, daß sich beispielsweise bei Kreisel mit einem als Turbinenrotor ausgebildeten Verwendung von Heißgasen als Antriebsgase Ver-Läufer und einem in einem Zylinder verschiebbaren brennungsrückstände absetzen, die eine exakte Ent-Düsenrohr, das sich vor.ünd während der Druckgas- riegelung der Sperre in Frage stellen, zuführung gegenüber dem Läufer in einer Antriebs- 5 Hier setzt nun die Erfindung ein, deren Aufgabe es Stellung befindet, in· der es auch die Kardanlagerung ist, bei einem kurzzeitig durch eine über ein Düsenblockiert, und das bei Nachlassen der Druckgaszu- rohr zugeführte Druckgasladung angetriebenen führung durch eine Feder in eine Ausweichstellung Kreisel die Arretierung der Kardanlagerung über das geführt wird, in der es auch die Kardanlagerung frei- Düsenrohr mit einfachen, außerhalb des Gasraumes gibt, wobei eine das Düsenrohr in der Antriebs- io angeordneten Mitteln so zu verbessern, daß eine stellung haltende Sperre vorgesehen ist, die bei Be- sichere Sperrung des Kreiselrotors während der Anginn der Druckgaszuführung infolge einer geringen, triebsphase und eine exakte, die eingenommene Redurch den Druckanstieg im Zylinder verursachten ferenzrichtung nicht verändernde Entarretierung Verschiebung des. Düs§nröhres in Richtung der An- gewährleistet sind, ohne daß die Baugröße oder das triebsstellung gelöst, wir^, 15 Gewicht des Kreisels vergrößert zu werden braucht,The invention relates to a gimbal-mounted device that is unavoidable, for example when Gyroscope with a turbine rotor that uses hot gases as drive gases and a combustion residue that can be displaced in a cylinder, which an exact Ent-nozzle tube, that are questioned before and during the pressurized gas locking of the lock, feed opposite the runner in a drive 5 This is where the invention comes in, whose task it is Is in the position in which the cardan bearing is also blocked for a short time by a nozzle, and the pressurized gas charge supplied when the pressurized gas supply pipe subsides guidance by a spring in an evasive position gyro the locking of the cardan mount via the is performed, in which there is also the gimbal free-nozzle pipe with simple, outside the gas space there, wherein a the nozzle tube in the drive io arranged means to improve so that a position-holding lock is provided, the secure locking of the gyro rotor during the start the compressed gas supply as a result of a low operating phase and an exact reduction in the amount taken the pressure increase in the cylinder caused the reference direction not changing the unlocking Displacement of the nozzle tube in the direction of the approach are guaranteed without the size or the drive position released, we ^, 15 weight of the gyro needs to be increased,

Kreisel der genannten" Art finden Verwendung vor wobei außerdem eine einfache Montage und Wartung allem als Referenzgeber für rückstoßgetriebene Flug- der Riegelorgane gewährleistet sind, körper. Sie werden vojr. dem Start des Flugkörpers Ausgehend von einem kardanisch gelagertenGyros of the type mentioned are used, in addition to which they are easy to assemble and maintain above all as a reference generator for recoil-driven flight the locking organs are guaranteed, body. You will vojr. the launch of the missile starting from a gimbal-mounted

durch Druckgaszufühfühg in-kürzester Zeit auf ihre Kreisel der eingangs erwähnten Art ist diese Aufgabe Solldrehzahl beschleunigt, um dann ohne Antrieb 20 _nach der Erfindung dadurch gelöst, daß die Sperre während der Flugzeit des Flugkörpers als Referenz- aus einer Blattfeder und einem am Düsenrohr besignalgeber wirksam werden zu können. Während festigten, das freie Ende der Blattfeder unter Spander Druckgaszuführung muß die den Kreiselrotor nung festhaltenden Widerlager besteht. Vorteilhaft ist tragende Kardanlagerung festgelegt werden, um nicht es, wenn in einer besonderen Ausgestaltung der Erdie geforderte Referenzrichtung während der An- 25 findung das Düsenrohr zur Führung im Zylinder triebsphase zu verändern. einen als Führungskolben wirkenden Teil größerenby Druckgaszufühfühg in-short time on their gyro of the type mentioned, this object of the invention is accelerated target rotational speed, and then without drive 20 _na ch achieved in that the lock during the flight time of the missile as a reference of a leaf spring and a besignalgeber the nozzle tube to be able to take effect. While solidified, the free end of the leaf spring under Spander compressed gas supply must be the gyro rotor voltage holding the abutment. It is advantageous to establish a load-bearing cardan bearing so as not to change the drive phase of the nozzle tube for guidance in the cylinder in a special embodiment of the reference direction required in the earth. a larger part acting as a guide piston

Aus der USA.-Patentschrift 3 186 241 ist zur Durchmessers und zweckentsprechender Länge aufFestlegung der Kardanlagerung eine Sperre be- weist,und das Widerlager der Sperre eine am Umfang kannt, die aus einem Bolzen besteht, der sich in einer des Kolbens eingeschnittene Ringkerbe ist, während senkrecht zur Längsachse des Düsenrohres vorge- 30 die Blattfeder durch eine seitliche Öffnung des Zysehenen Bohrung befindet, die in einem auch den Zy- linders hindurchragt.U.S. Pat. No. 3,186,241 specifies the diameter and the appropriate length the cardan bearing proves a lock, and the abutment of the lock one on the circumference which consists of a bolt which is cut into an annular notch of the piston while The leaf spring is positioned perpendicular to the longitudinal axis of the nozzle tube through a lateral opening in the cylinder Bore is located, which also protrudes in one of the cylinder.

linderraum des Düseniohres aufnehmenden block- Auf diese überraschend einfache Weise ist ver-linder space of the nozzle ear receiving block- In this surprisingly simple way is

förmig ausgebildeten Teil des Kreiselgehäuses mieden, daß das eigentliche Riegelorgan bei Nachvorgesehen ist. Der Bolzen ist in der Bohrung ver- ■ ^; lassendes Gasdruckes wieder-in den Weg des Düsenschieblich, und sein dem Düsenrohr zugewandtes 35 rohres hineingerät oder niedergeschlagene Verbren-Ende ist in der Riegelstellung der Sperre form- und nungsrückstände seine vollständige Entarretierung kraftschlüssig mit dem korrespondierenden Ende des blockieren. Die von dem Widerlager am Düsenrohr Düsenrohres verbunden. Zu diesem Zweck ist der unter-Vorspannung gehaltene Blattfeder löst sich von Bolzen an dem genannten Ende im Querschnitt etwa diesem, sobald sich das Düsenrohr bei Aufbau des trapezförmig und kann sich mit seiner Basis an einer 40 Gasdruckes verschiebt, und wird vollständig aus dem entsprechenden Ausnehmung am Umfang des Düsen- Zylinderraum herausgedrückt und verbleibt in dieser rohres abstützen.' Durch; den Druckanstieg; im Zy- Lage unabhängig von der jeweiligen Stellung des linder und die resultierende Verschiebung des Düsen- Düsenrohres. Da das Widerlager für die Blattfeder rohres wird die Sperre gelöst, wobei der Bolzen in die eine einfache Ringkerbe ist, kann sie am Umfang des Bohrung hineingedrückt wird. Der Bolzen wird in 45 kolbenartigen Teiles des Düsenrohres ohne Beachdieser Bohrung gehalten, solange die Druckgas- tung enger Toleranzen eingeschnitten werden. Darladung wirkt. Beim Nachlassen des Druckes wird ein über hinaus ist die Blattfeder durch eine verhältnis-Herausdrücken des Bolzens aus der Bohrung durch mäßig große Öffnung im Gehäuse des Kreisels gedas sich in .Richtung des Druckgefäßes bewegende führt, die auf einfache Weise von außen verschließ-Düsenrohr verhindert. Bei einer derartigen Sperre'ist 50 bar ist. Hierdurch ist nicht nur eine sehr einfache zwar gesichert, daß sie ohne besondere Entriegelungs- Montage der Sperre möglich, sondern ist gleichzeitig Vorrichtungen nur in Abhängigkeit des auf das _eme Zutrittsöffnung zum Düsenrohr geschaffen, um Düsenrohr wirkenden. Druckgases entriegelbar ist, mögliche Wartungsarbeiten durchzuführen. Dies ist doch ist diese Sperre konstruktiv verhältnismäßig J_1n Hinblick auf die lange Lagerzeit von mit solchen aufwendig. Beispielsweise muß das Kreiselgehäuse 55 Kreiseln versehenen Flugkörpern von Vorteil, einen blockförmigen Teil aufweisen, in dem die Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßenshaped part of the gyro housing avoided that the actual locking member is provided for. The bolt is screwed into the bore ^. Let the gas pressure slide back into the path of the nozzle, and its 35 tube facing the nozzle tube or knocked down combustion end is in the locking position of the lock form- and voltage residues its complete unlocking non-positive with the corresponding end of the block. The nozzle pipe connected by the abutment on the nozzle pipe. For this purpose, the pretensioned leaf spring is released from the bolt at the said end in cross-section about this as soon as the nozzle tube is trapezoidal when building up and can move with its base at a gas pressure, and is completely out of the corresponding recess pushed out on the circumference of the nozzle cylinder space and remains in this support tube. 'By; the pressure rise; in the Zy position regardless of the respective position of the linder and the resulting displacement of the nozzle nozzle tube. Since the abutment for the leaf spring tube, the lock is released, with the bolt in a simple ring notch, it can be pushed into the circumference of the bore. The bolt is held in a piston-like part of the nozzle tube without a hole in this hole, as long as the pressurized gas system is cut to close tolerances. Darladen works. When the pressure is released, the leaf spring is pushed out of the bore through a moderately large opening in the housing of the gyroscope, which leads to moving in the direction of the pressure vessel, which prevents the nozzle tube from being blocked from the outside. With such a lock it is 50 bar. Is hereby not only a very simple indeed protected as to make no special unlocking assembly of the lock possible but is simultaneously created devices only as a function of the _eme access opening to the nozzle tube acting to nozzle tube. Compressed gas can be unlocked to carry out possible maintenance work. This is but this lock is constructively relatively J _1n view of the long storage period with such consuming. For example, the gyro housing 55 gyro-equipped missiles of advantage must have a block-shaped part in which the one embodiment of the invention

Bohrung und in dieser der Bolzen Platz findet. Dar- Sperre für einen kardanisch gelagerten Kreisel ist in über hinaus müssen die mit dem Düsenrohr korres- der Zeichnung dargestellt, die teilweise im Schnitt pondierenden Formschlußteile sehr genau gearbeitet einen Teil des Kreisels und die Antriebsvorrichtung sein, damit sich die Sperre ohne zu verkanten glatt 60 in Ruhelage in Seitenansicht zeigt, und schnell lösen kann. Auch die als Führungskanten Mit der einen Stirnseite eines Gehäuses 2, in demHole and in this the bolt finds place. Dar lock for a gimbal mounted gyro is in In addition, the drawing that corresponds to the nozzle pipe must be shown, some in section pondierenden form-fitting parts worked very precisely a part of the gyro and the drive device so that the lock shows itself smoothly without tilting 60 in the rest position in side view, and can solve it quickly. Also as the leading edge with one end face of a housing 2 in which

für das Düsenrohr dienenden Zylinderwandungen sich ein kardanisch gelagerter Kreisel 4 befindet, ist müssen mit hoher Genauigkeit hergestellt sein. Der ein sämtliche zur Antriebsvorrichtung gehörenden verhältnismäßig große blockförmige Gehäuseteil zur Bauteile tragendes Gehäuse 6 verbunden. Selbstver-Aufnahme der Sperre erhöht darüber hinaus das Ge- 65 ständlich können die beiden Gehäuse 2 und 6 auch wicht des Kreisels nicht unerheblich. Ferner ist der ein einziges Bauteil bilden.a gimbal mounted gyro 4 is located for the cylinder walls serving for the nozzle pipe must be manufactured with high accuracy. The one all belonging to the drive device relatively large block-shaped housing part connected to the housing 6 carrying components. Self-absorption the lock also increases the mobility. The two housings 2 and 6 can also understandably weight of the top is not insignificant. Furthermore, the form a single component.

das eigentliche Riegelorgan der Sperre bildende Das im wesentlichen rotationssymmetrische GeBolzen innerhalb des Gasraumes angeordnet, wo- häuse 6 weist auf der dem Gehäuse 2 zugewandtenThe essentially rotationally symmetrical GeBolzen, which forms the actual locking element of the lock Arranged within the gas space, where the housing 6 points towards the housing 2

ORIGINAL INSPECTEDORIGINAL INSPECTED

Seite eine Bohrung 7 und ein Kreisellager 8 sowie auf der abgewandten Seite zwei Sackbohrungen 10 und 12 auf, die über eine Öffnung 13 miteinander in Verbindung stehen. Von diesen Sackbohrungen bildet die in der Zeichnung untere Sackbohrung 10 eine die nicht näher beschriebene Druckgasladung aufnehmende Kammer, während die von der oberen Sackbohrung 12 gebildete Kammer, die mit der unteren über die strömungsgünstige Öffnung 13 in Verbindung steht, ein Düsenrohr 20 enthält, das innerhalb des Gehäuses einen als Kolben wirkenden Teil 21 größeren Durchmessers aufweist. Das in der Zeichnung dargestellte linke Ende 22 des nunmehr als Kolben bezeichneten Düsenrohrteiles ist trichterförmig ausgebildet und geht in eine enge Bohrung 23 über, die als Drossel wirkt, so daß erst nach dem Aufbau eines bestimmten Gasdruckes der Kreiselrotor über das Düsenrohr 20 beschleunigt wird. Die in der Zeichnung linke Stirnseite des Kolbens 21 überragt ferner einen im Querschnitt engeren Teil 24 der Sackbohrung 12 um ein gewisses Maß, um beim Ingangsetzen der Antriebsvorrichtung Verbrennungsrückstände der Pulverladung aufzufangen. Dieser engere Teil 24 weist außerdem in seiner Wandung eine Öffnung 25 zur Aufnahme der noch näher zu beschreibenden erfindungsgemäßen Sperre für das Düsenrohr auf, die nach Montage dieser Sperre durch eine Platte 26 verschlossen wird, die auf zwei Ansätzen 28 der Wandung des Gehäuses 6 aufliegt. An seinem trichterförmigen Ende 22 ist der Kolben zusätzlich gegen die Sackbohrung 12 durch einen O-Ring 29 abgedichtet. Schließlich weist der Kolben eine koaxial zum Düsenrohr angeordnete rotationssymmetrische Ausnehmung 30 auf, in der konzentrisch zur Düsenrohrachse eine Druckfeder 32 angeordnet ist, deren eines Ende sich am Boden dieser Ausnehmung und deren anderes Ende sich auf dem Boden des Gehäuses 6 abstützt. Mittels einer Gewindekappe 34 ist die Sackbohrung 12 verschlossen.Side a bore 7 and a rotary bearing 8 and on the opposite side two blind bores 10 and 12, which are in communication with one another via an opening 13. Of these blind bores, the in the drawing, the lower blind hole 10 accommodates a pressurized gas charge, which is not described in detail Chamber, while the chamber formed by the upper blind hole 12, which is connected to the lower one via the aerodynamic opening 13 in Connection is, contains a nozzle tube 20, which acts as a piston within the housing Has part 21 of larger diameter. The left end 22 of the now shown in the drawing The nozzle tube part, referred to as a piston, is funnel-shaped and goes into a narrow bore 23 over, which acts as a throttle, so that the gyro rotor is only activated after a certain gas pressure has built up is accelerated via the nozzle tube 20. The end face of the piston 21 on the left in the drawing protrudes also a narrower cross-section part 24 of the blind hole 12 by a certain amount to at Start the drive device to collect combustion residues from the powder charge. This The narrower part 24 also has an opening 25 in its wall for receiving the even closer Descriptive lock according to the invention for the nozzle pipe, which after assembly of this lock is closed by a plate 26 which rests on two lugs 28 of the wall of the housing 6. At its funnel-shaped end 22, the piston is also against the blind hole 12 by a O-ring 29 sealed. Finally, the piston has a rotationally symmetrical one arranged coaxially to the nozzle tube Recess 30 in which a compression spring 32 is arranged concentrically to the nozzle tube axis is, one end of which is at the bottom of this recess and the other end of which is on the The bottom of the housing 6 is supported. The blind bore 12 is closed by means of a threaded cap 34.

Der als Rotor ausgebildete Kreisel 4 ist mittels eines Rotorträgers 38 und eines Kardanrahmens 40 gelagert, die je eine fluchtrecht zum Düsenrohr 20 liegende Bohrung 42 und 43 aufweisen. Durch diese Bohrungen ragt das Düsenrohr 20 und legt auf diese Weise die Stellung der Rahmen 38 und 40 fest. Zur Arretierung des Düsenrohres 20 in seiner in der Zeichnung dargestellten Ruhelage dient die erfindungsgemäß als Blattfeder 44 ausgebildete Sperre, die über einen Teil ihrer Länge auf einem Fortsatz 46 des Gehäuses 6 aufliegt und mit ihrem freien Ende 48 durch die Öffnung 25 in der Gehäusewandung in eine Kerbe 50 am Umfang des Kolbens 21 des Düsenrohres einrastet. Die Blattfeder 44 ist durch im Bereich des Fortsatzes 46 angeordnete Lappen 52 kraft- und formschlüssig gehalten.The gyro 4, which is designed as a rotor, is mounted by means of a rotor carrier 38 and a cardan frame 40 which each have a bore 42 and 43 that is aligned with the nozzle pipe 20. Through this The nozzle tube 20 protrudes through holes and in this way defines the position of the frames 38 and 40. To the Locking of the nozzle tube 20 in its rest position shown in the drawing is used according to the invention designed as a leaf spring 44 lock, which over part of its length on an extension 46 of the housing 6 rests and with its free end 48 through the opening 25 in the housing wall in a Notch 50 on the circumference of the piston 21 of the nozzle tube engages. The leaf spring 44 is by im Tabs 52 arranged in the area of the extension 46 are held in a force-fitting and form-fitting manner.

Die Wirkungsweise der beschriebenen Vorrichtung ist folgende:The mode of operation of the device described is as follows:

Nach dem Zünden der Pulverladung gelangt der sich aufbauende Gasdruck durch die Öffnung 13 in die in der Zeichnung obere Sackbohrung 12 und bewegt die darin befindlichen Bauteile der Antriebsvorrichtung um einen geringen Betrag, nämlich bis der Kolben 21 am Boden des Gehäuses 6 anstößt, in Richtung des Kreiselrotors 4. Hierdurch rastet die unter Spannung in der Kerbe 50 am Umfang des Kolbens gehaltene Blattfeder 44 aus dieser aus und entriegelt das Düsenrohr. Der inzwischen auf seine vorbestimmte Größe angestiegene Gasdruck läßt das Gas durch das Düsenrohr 20 strömen und bringt den Kreiselrotor 4 innerhalb kürzester Zeit, beispielsweise in etwa 0,3 Sekunden, auf die geforderte Drehzahl von z. B. 100 000 U/min. Nach Abbrand der Pulverladung läßt der Gasdruck in der Kammer 12 nach, und das Düsenrohr wird nun unter dem Druck der Feder 32 schlagartig gegen das gegenüberliegende Ende des Gehäuses der Antriebsvorrichtung bewegt, so daß die Rahmen der Kardanlagerung des Kreisels frei werden, wobei das Düsenrohr über annähernd seine gesamte Rückwärtsbewegung über den Kolben 21 an den Gehäusewänden geführt ist.After the powder charge has been ignited, the gas pressure that builds up passes through opening 13 in the upper blind hole 12 in the drawing and moves the components of the drive device located therein by a small amount, namely until the piston 21 hits the bottom of the housing 6, in the direction of the gyro rotor 4. This engages the under tension in the notch 50 on the circumference of the Piston held leaf spring 44 from this and unlocks the nozzle tube. The meanwhile on his predetermined size increased gas pressure allows the gas to flow through the nozzle tube 20 and brings the Gyro rotor 4 within a very short time, for example in about 0.3 seconds, to the required speed of z. B. 100,000 rpm. After the powder charge has burned down, the gas pressure in the chamber 12 decreases, and that The nozzle tube is now suddenly under the pressure of the spring 32 against the opposite end of the Moving the housing of the drive device so that the frame of the gyro mountings are free, wherein the nozzle tube over almost its entire backward movement over the piston 21 on the housing walls is led.

Claims

Patent claims:

1. Gimbal mounted gyro with a rotor designed as a turbine rotor and an in a cylinder displaceable nozzle tube, which is located before and during the supply of pressurized gas is located opposite the rotor in a drive position in which there is also the cardan bearing blocked, and when the pressure gas supply slacken by a spring in an evasive position is performed, in which it also releases the cardan bearing, with a nozzle tube in the drive position holding lock is provided at the beginning of the compressed gas supply as a result a slight displacement of the nozzle tube caused by the pressure increase in the cylinder is released in the direction of the drive position, characterized in that the Lock consisting of a leaf spring (44) and one attached to the nozzle tube (20), the free end (48) the leaf spring (44) under tension holding abutment (50).

2. Gyro according to claim 1, characterized in that the nozzle tube (20) for guidance in the cylinder (24) a part (2) of larger diameter and acting as a guide piston Appropriate length and that the abutment of the lock one on the circumference of the Piston incised ring notch (50), while the leaf spring (44) by a lateral Opening 25 of the cylinder protrudes.

1 sheet of COPY drawings