DE19827277B4

DE19827277B4 - Lageranordnung für die aufschwenkbaren Ruderblätter eines lenkbaren Flugkörpers

Info

Publication number: DE19827277B4
Application number: DE19827277A
Authority: DE
Inventors: Josef Dommer; Werner SCHRÖPPEL; Martin Staudenmeir
Original assignee: Diehl Stiftung and Co KG
Current assignee: Diehl Stiftung and Co KG
Priority date: 1998-06-19
Filing date: 1998-06-19
Publication date: 2006-08-10
Anticipated expiration: 2018-06-20
Also published as: GB2338461B; FR2780025B1; DE19827277A1; US6202958B1; IL130294A; GB9914322D0; GB2338461A; IL130294A0; FR2780025A1

Abstract

Lageranordnung für die aufschwenkbaren, sich paarweise kreuzenden Ruderblätter (14) eines lenkbaren Flugkörpers (12), insbes. eines mittels Treibladungsgasdruckes verschießbaren Geschosses, wobei jedes Ruderblatt (14) an einer Ruderblatt-Halterung (16) aufschwenkbar angebracht ist, die einen sich radial in die Heckstruktur (10) des Geschosses (12) erstreckenden Wellenzapfen (20) mit einer Ringschulter (24) aufweist, die Heckstruktur (10) mit einer zweiten Ringschulter (26) ausgebildet, und zwischen der ersten und der zweiten Ringschulter (24, 26) ein Ringelement (28) angeordnet ist, und die Wellenzapfen (20) der Ruderblatt-Halterungen (16) paarweise axial fluchten und das jeweilige Paar Wellenzapfen (20) miteinander mittels eines zugehörigen Kopplungselementes (32) verdrehfest verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen der ersten und der zweiten Ringschulter (24, 26) geringfügig größer ist als die Dicke des dazwischen angeordneten Ringelementes (28), so daß zwischen dem Ringelement (28) und der ersten und der zweiten Ringschulter (24, 26) ein axiales Toleranzspiel (30) vorhanden ist, daß die Wellenzapfen (20) des jeweiligen...

Description

Die Erfindung betrifft eine Lageranordnung für die aufschwenkbaren, sich paarweise kreuzenden Ruderblätter eines lenkbaren Flugkörpers gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Eine solche Lageranordnung ist aus der DE 34 41 534 A1 bekannt. Bei dieser bekannten Lageranordnung ist zwischen der am jeweiligen Wellenzapfen vorgesehenen einen Ringschulter und der an der Heckstruktur des Flugkörpers ausgebildeten zugehörigen zweiten Ringschulter ein elastisch stauchbarer Dichtungsring vorgesehen. Mit Hilfe dieses Dichtungsringes wird beim Abschluß des Flugkörpers mittels der Treibladung eine Dichtwirkung sowie eine Rückstellfunktion bewirkt. Derartige Dichtungsringe aus elastisch stauchbarem Material sind jedoch nur für bestimmte, nach oben hin begrenzte Gasdrücke geeignet. Außerdem unterliegen solche elastisch stauchbaren Dichtungsringe einer Material-Alterung, welche sich auf die Lagerungs- bzw. Haltbarkeitseigenschaften auswirkt.

Bei dieser bekannten Lageranordnung der oben beschriebenen Art ist es außerdem erforderlich, den Wellenzapfen der entsprechenden Ruderblatt-Halterung mit einem schräg verlaufenden Einstich auszubilden, in welchen ein zugehöriger Gewindestift hineinsteht, um eine kraftschlüssige Axial-Justage zu bewirken. Desweiteren ist jeder Wellenzapfen mit dem Kopplungselement mittels einer Feder-Nut-Verbindung versehen, um eine definiert begrenzte radiale Beweglichkeit des jeweiligen Ruderblattes zu bewirken. Alle diese Komponenten sind jedoch mit nicht zu eliminierenden Fertigungs-Toleranzen behaftet, was sich auf die Winkelstellung jedes Ruderblattes entsprechend auswirkt. Außerdem ist die Herstellung dieser bekannten Lageranordnung mit entsprechenden Kosten verbunden. Durch die elastisch stauchbaren Dichtungsringe ergibt sich außerdem zwischen der Heckstruktur des Flugkörpers und den Ruderblatt-Halterungen für die Ruderblätter eine nicht zu vernachlässigende Reibung, die sich auf die Verstellung der Ruderblätter auswirkt.

In Kenntnis dieser Gegebenheiten liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Lageranordnung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei welcher Abmessungs-Toleranzen zwischen den Komponenten bzw. Einzelteilen der Lageranordnung auf die Winkelstellung der Ruderblätter keinen Einfluß haben, die für vergleichsweise hohe Gasdrücke des mittels Treibladungsgasdruckes verschießbaren Geschosses geeignet ist, das eine ausgezeichnete Lagerhaltbarkeit besitzt, und bei welchem die Reibungsverhältnisse wesentlich reduziert sind.

Diese Aufgabe wird bei einer Lageranordnung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß durch die Merkmale des Kennzeichenteiles des Anspruchs 1 gelöst. Bevorzugte Aus- bzw. Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Lageranordnung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Bei der erfindungsgemäßen Lageranordnung ist der Abstand zwischen der ersten, an der Ruderblatt-Halterung vorgesehenen Ringschulter und der zweiten, an der Heckstruktur des Geschosses ausgebildeten Ringschulter geringfügig größer als die Dicke des dazwischen angeordneten Ringelementes, das aus einem unelastischen Material, zweckmäßigerweise aus Metall, besteht, so daß zwischen dem Ringelement und der ersten und zweiten Ringschulter ein in bezug auf den zugehörigen Wellenzapfen betrachtetes, axiales Toleranzspiel vorhanden ist. Hierdurch wird eine vergleichsweise geringe bzw. genau vorhersehbare Reibung erzielt. Durch das jeweilige Ringelement aus unelastischem Material bzw. aus Metall ergibt sich der Vorteil, daß die erfindungsgemäße Lageranordnung nicht nur für höhere Gasdrücke geeignet ist, sondern daß außerdem auch eine Material-Alterung verhindert und somit eine längere Lagerhaltbarkeit erreicht wird.

Dadurch, daß bei der erfindungsgemäßen Lageranordnung die Wellenzapfen des jeweiligen Wellenzapfen-Paares mit dem zugehörigen Kopplungselement, das in radialer Richtung des Geschosses begrenzt federelastisch ausgebildet ist, starr verbunden sind, ergibt sich der Vorteil, daß Herstellungs-Toleranzen zwischen den entsprechenden Teilen der Lageranordnung auf die Winkelstellung der Ruderblätter keinen Einfluß besitzen, d.h. daß die Winkelstellung der Ruderblätter auf einfache Weise sehr präzise möglich ist.

Die Winkelstellung der Ruderblätter bzw. die Winkelstellung der Ruderblatt-Halterungen für die Ruderblätter in bezug zueinander, wird einzig und allein von der Verbindungsgenauigkeit zwischen der jeweiligen Ruderblatt-Halterung und dem zugehörigen Wellenzapfen bestimmt. Nachdem erfindungsgemäß die Wellenzapfen des jeweiligen Wellenzapfen-Paares mit dem zugehörigen Kopplungselement starr verbunden sind, hat die Herstellungsgenauigkeit dieser Teile auf die Winkelstellung der Ruderblatt-Halterungen bzw. des jeweiligen Wellenzapfen-Paares in vorteilhafter Weise keinen Einfluß. Diese starre Verbindung kann bspw. dadurch realisiert sein, daß der jeweilige Wellenzapfen mit dem zugehörigen Kopplungselement verstiftet, verklebt, verschweißt oder verklemmt ist. Das jeweilige Kopplungselement weist zweckmäßigerweise ein Paar voneinander beabstandete Lagerendabschnitte für die zugehörigen Wellenzapfen und einen die beiden Lagerendabschnitte miteinander radial elastisch federnd verbindenden Verbindungsmittelabschnitt auf. Der besagte Verbindungsmittelabschnitt kann mäanderförmig, bogenförmig, zick-zack-förmig oder beliebig anders gestaltet sein, von Wichtigkeit ist nur, daß er in radialer Richtung des Geschosses begrenzt elastisch federnd nachgiebig ist.

Die Lagerendabschnitte können bspw. hülsenförmig oder zapfenförmig gestaltet sein. Daran angepaßt sind die Wellenzapfen der Ruderblatt-Halterungen gestaltet. Damit sich die Verbindungsmittelabschnitte der beiden sich überkreuzenden Kopplungselemente nicht gegenseitig in ihrer Beweglichkeit beeinträchtigen, kann der Verbindungsmittelabschnitt mindestens eines der beiden Kopplungselemente in bezug auf die zugehörigen Lagerendabschnitte exzentrisch vorgesehen sein.

Selbstverständlich ist es auch möglich, daß die Verbindungsmittelabschnitte der beiden Kopplungselemente in bezug auf die zugehörigen Lagerendabschnitte exzentrisch vorgesehen sind.

Zur definierten wunschgemäßen Winkeleinstellung der Ruderblatt-Halterungen bzw. der Ruderblatt-Paare kann das jeweilige Kopplungselement an einem seiner beiden Lagerendabschnitte mit einem radial wegstehenden Steuerungsansatz versehen sein. An den jeweiligen Steuerungsansatz greift ein Antriebselement eines Steuerungs-Antriebes des lenkbaren Flugkörpers bzw. Geschosses an.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles der erfindungsgemäßen Lageranordnung für die aufschwenkbaren, sich paarweise kreuzenden Ruderblätter eines lenkbaren Flugkörpers, bei dem es sich insbes. um ein mittels Treibladungsgasdruckes verschießbares Geschoß handelt, bzw. wesentlicher Einzelheiten der Lageranordnung. Es zeigen:
1 längsgeschnitten den Heckabschnitt eines Geschosses mit auf geschwenkten, sich paarweise kreuzenden Ruderblättern, die an zugehörigen Ruderblatt-Halterungen aufschwenkbar vorgesehen sind,
2 eine vergrößerte Darstellung eines Details gemäß 1 zur weiteren Verdeutlichung der paarweise zusammengehörenden Ruderblatt-Halterungen mit dem zugehörigen begrenzt federelastisch ausgebildeten Kopplungselement,
3A bis 3F diverse Ausbildungen des begrenzt federelastischen Kopplungselementes für zusammengehörende Ruderblatt-Halterungen gemäß den 1 und 2.
Die 1 und 2 zeigen einen Heckabschnitt 10 eines Flugkörpers 12, der überkalibrige Ruderblätter 14 aufweist, die in ihrer aufgeschwenkten Lenkstellung gezeichnet sind. Jedes Ruderblatt 14 ist an einer zugehörigen Ruderblatt-Halterung 16 um eine gemeinsame Schwenkachse 18 verschwenkbar gelagert.
Jede Ruderblatt-Halterung 16 weist einen Wellenzapfen 20 auf, der sich in die Heckstruktur 10 des Flugkörpers 12 hineinerstreckt. Der jeweilige Wellenzapfen 20 ist in der Heckstruktur 10 mittels eines Lagers 22 drehbar und in radialer Richtung des Flugkörpers 12 begrenzt beweglich gelagert. Der Wellenzapfen 20 ist mit einer ersten Ringschulter 24 und die Heckstruktur 10 ist an das Lager 22 angrenzend mit einer zweiten Ringschulter 26 ausgebildet, zwischen welchen ein Ringelement 28 angeordnet ist. Das Ringelement 28 besteht aus einem unelastischen Material, zweckmäßigerweise aus einem Metall oder einer Metallegierung.
Der Abstand zwischen der ersten und der zweiten Ringschulter 24 und 26 ist geringfügig größer als die Dicke des dazwischen angeordneten Ringelementes 28, so daß sich zwischen dem Ringelement 28 und der ersten bzw. zweiten Ringschulter 24, 26 ein axiales Toleranzspiel 30 ergibt (sh. insbes. 2).
Die Wellenzapfen 20 der Ruderblatt-Halterungen 16 des jeweiligen Paares sich diametral gegenüberliegender Ruderblätter 14 sind miteinander mittels eines Kopplungselementes 32 verdrehfest verbunden. Zu diesem Zwecke weist das entsprechende Kopplungselement 32 ein Paar voneinander beabstandete Lagerendabschnitte 34 sowie einen die beiden Lagerendabschnitte 34 miteinander elastisch federnd verbindenden Verbindungsmittelabschnitt 36 auf. Bei dem in den 1 und 2 gezeichneten Ausführungsbeispiel ist der jeweilige Verbindungsmittelabschnitt 36 mäanderförmig gestaltet (sh. auch 3A oder 3B). Demgegenüber verdeutlicht die 3C einen Verbindungsmittelabschnitt 36, der einfach eckig von den Lagerabschnitten 34 exzentrisch wegsteht. 3D zeigt eine Ausbildung eines Kopplungselementes 32, bei welchem sich zwei eckig ausgebauchte Verbindungsmittelabschnitte 36 gegenüberliegen. 3E verdeutlicht eine Ausbildung, bei welcher der elastisch federnde Verbindungsmittelabschnitt 36 mit den Lagerendabschnitten 34 axial fluchtet, wobei der Verbindungsmittelabschnitt 36 ziehharmonikaartig bzw. faltenbalgartig gestaltet ist. Ein solches Kopplungselement 32 gemäß 3E kann bspw. mit einem Kopplungselement 32 gemäß den 3A bis 3D oder mit einem Kopplungselement kombiniert sein, wie es in 3F verdeutlicht ist, das einen bogenförmig ausgebauchten elastisch federnden Verbindungsmittelabschnitt 36 aufweist, der von den beiden Lagerendabschnitten 34 exzentrisch wegsteht.
Die Wellenzapfen 20 des jeweilen Wellenzapfen-Paares sind mit dem zugehörigen Kopplungselement 32 starr verbunden. Zu diesem Zwecke sind die beiden Lagerendabschnitte 34 des jeweiligen Kopplungselementes 32 bspw. hülsenförmig ausgebildet, um den entsprechenden Endabschnitt 38 des jeweiligen Wellenzapfens 20 aufzunehmen. Die starre Verbindung der Lagerendabschnitte 34 mit den Wellenzapfen 20 erfolgt bspw. mittels eines Stiftes 40. Diese starre Verbindung kann auch durch Verkleben, Verschweißen oder Verklemmen realisiert sein.
Zur wunschgemäßen Einstellung der Ruderblätter 14 in bezug auf die Längsachse 42 des Flugkörpers 12 steht vom jeweiligen Kopplungselement 32 an einem seiner beiden Lagerendabschnitte 34 ein Steuerungsansatz 44 radial weg (sh. die 1 und insbes. 2). Der jeweilige Steuerungsansatz 44 ist bspw. gabelartig gestaltet, um ein Antriebselement 46 eines (nicht gezeichneten) Ruderblatt-Steuerungsantriebes anbringen zu können.

10: Heckabschnitt, Struktur (von 12)
12: Flugkörper
14: Ruderblatt (von 12)
16: Ruderblatt-Halterung (für 14)
18: Schwenkachse
20: Wellenzapfen (von 16)
22: Lager (für 20)
24: erste Ringschulter (von 20)
26: zweite Ringschulter (von 10)
28: Ringelement (zwischen 24 und 26)
30: Toleranzspiel (von 28)
32: Kopplungselement
34: Lagerendabschnitt (von 32)
36: Verbindungsmittelabschnitt (von 32)
38: Endabschnitt (von 20)
40: Stift (in 34 und 38)
42: Längsachse (von 12)
44: Steuerungsansatz (an 34)
46: Antriebselement (für 16)

Claims

Lageranordnung für die aufschwenkbaren, sich paarweise kreuzenden Ruderblätter (14) eines lenkbaren Flugkörpers (12), insbes. eines mittels Treibladungsgasdruckes verschießbaren Geschosses, wobei jedes Ruderblatt (14) an einer Ruderblatt-Halterung (16) aufschwenkbar angebracht ist, die einen sich radial in die Heckstruktur (10) des Geschosses (12) erstreckenden Wellenzapfen (20) mit einer Ringschulter (24) aufweist, die Heckstruktur (10) mit einer zweiten Ringschulter (26) ausgebildet, und zwischen der ersten und der zweiten Ringschulter (24, 26) ein Ringelement (28) angeordnet ist, und die Wellenzapfen (20) der Ruderblatt-Halterungen (16) paarweise axial fluchten und das jeweilige Paar Wellenzapfen (20) miteinander mittels eines zugehörigen Kopplungselementes (32) verdrehfest verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen der ersten und der zweiten Ringschulter (24, 26) geringfügig größer ist als die Dicke des dazwischen angeordneten Ringelementes (28), so daß zwischen dem Ringelement (28) und der ersten und der zweiten Ringschulter (24, 26) ein axiales Toleranzspiel (30) vorhanden ist, daß die Wellenzapfen (20) des jeweiligen Wellenzapfen-Paares mit dem zugehörigen Kopplungselement (32) starr verbunden sind, und daß das jeweilige Kopplungselement (32) in radialer Richtung des Geschosses (12) begrenzt federeleastisch ausgebildet ist.
Lageranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das jeweilige Ringelement (28) aus einem unelastischen Material besteht.
Lageranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der jeweilige Wellenzapfen (20) mit dem zugehörigen Kopplungselement (32) verstiftet, verklebt, verschweißt oder verklemmt ist.
Lageranordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das jeweilige Kopplungselement (32) ein Paar voneinander beabstandete Lagerendabschnitte (34) für die zugehörigen Wellenzapfen (20) und einen die beiden Lagerendabschnitte (34) miteinander elastisch federnd verbindenden Verbindungsmittelabschnitt (36) aufweist.
Lageranordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbindungsmittelabschnitt (36) mindestens eines der beiden Kopplungselemente (32) in bezug auf die zugehörigen Lagerendabschnitte (34) exzentrisch vorgesehen ist.
Lageranordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das jeweilige Kopplungselement (32) an einem seiner beiden Lagerendabschnitte (34) einen radial wegstehenden Steuerungsansatz (44) aufweist.