DE2504240B2

DE2504240B2 - Vorrichtung für die Steuerung von zwei gekreuzten proportionalen Stelleinrichtungen mittels eines Steuerknüppels

Info

Publication number: DE2504240B2
Application number: DE2504240A
Authority: DE
Inventors: Horst Eisendick; Werner Kaeseberg; Willi 4416 Greffen Luecke; Hans Meyer
Original assignee: SIMPROP-ELECTRONIC WALTER CLAAS 4834 HARSEWINKEL
Current assignee: SIMPROP-ELECTRONIC WALTER CLAAS 4834 HARSEWINKEL
Priority date: 1975-02-01
Filing date: 1975-02-01
Publication date: 1978-07-27
Also published as: JPS51103542A; JPS6036790B2; DE2504240C3; DE2504240A1; US4042902A; GB1517204A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung für die Steuerung von zwei gekreuzten proportionalen Stelleinrichtungen in einem ortsfesten Gestell mittels eines Steuerknüppels, der rechtwinklig auf einer ersten Schwenkachse festsitzt, die in einem Rahmen gelagert ist, der um eine zweite, mit der ersten Schwenkachse in gleicher Ebene und diese rechtwinklig kreuzende, gestellfest gelagerte Schwenkachse schwenkbar ist, und bei der an beiden Schwenkachsen radiale Ausleger fest angeordnet sind, an deren Enden Schleifkontakte streifenförmige, im Kreissektor um die Achse gebogene Widerstände kontaktieren, die ihrerseits auf dem jeweiligen Lagergestell der zugeordneten Schwenkachse befestigt sind.

Bekannte Vorrichtungen dieser Gattung (US-PS 42 645) besitzen einen Steuerknüppel, der, kardanisch gelagert, an seinem unteren Ende in einer Schale geführt ist und in der Nähe seines oberen Endes, an dem auch das Griffstück angebracht ist, mit den Schleifkontakten versehen ist bzw. zusammenwirkt. Bei derartigen bekannten Vorrichtungen besteht der Nachteil, daß das freie Ende des Knüppel mit dem Griffknopf nur wenig über die Abdeckoberfläche des Gehäuses heraussteht

und daher praktisch unmittelbar über dieser Abdeckoberfläche zu verschieben ist, und zwar nur zwischen wenig geneigten Winkelstellungen. Es ergeben sich dadurch Bewegungs- und Bedienungsverhältnisse, die sehr wesentlich unterschieden sind von denen, wie sie üblicherweise bei derartigen Steuervorrichtungen vorhanden und gefordert sind, um beispielsweise eine feinfühlige Steuerung zu ermöglichen. Bei üblichen Steuervorrichtungen dieser Art wird ein Knüppel mit sieht- und fühlbaren Schwenkbewegungen außerhalb des Gehäuses verwendet. Da derartige Steuervorrichtungen vornehmlich für die Fernsteuerung von Flugzeugmodellen od. dgl. eingesetzt werden, bedeutet das, daß diese Steuerung ausschließlich mit dem Tastsinn bedient wird, da die visuelle Aufmerksamkeit des Bedienenden ausschließlich auf das Modell und seine Bewegungen gerichtet ist. Die Bewegung eines allseits verschwenkbaren Steuerknüppels und insbesondere die Überprüfung seiner jeweiligen Winkelstellung durch den Tastsinn ist dabei leicht zu eiiernen und durchzuführen. Eine derartige Steuerung und Kontrolle mit einem Bedienungsorgan, das sich dicht über einer ebenen Fläche bewegt bzw. das sich auf dem Abschnitt einer Kugelfläche bewegt, die für den Tastsinn praktisch in einer Ebene liegt, ist nicht durchführbar. Selbst wenn bei dieser bekannten Vorrichtung der Steuerknüppel verlängert würde, so daß er weit über die Fläche hinausragt, werden die genannten Verhältnisse nicht geändert. Die Neigungsbewegungen sind zu gering, um auch bei kleinen Verstellbewegungen eindeutig durch den Tastsinn erfaßt werden zu können. Hinzu kommt, daß der Fußpunkt des Steuerknüppels sich auch in der Oberfläche bewegt, aus der er herausragt, und der obere Endpunkt auf der Fläche einer Kugel bewegt, die noch einen wesentlich größeren Durchmesser hat, also einer Ebene noch weiter angenähert ist.

Bei einem Bedienungsorgan in Form eines allseitig ausschwenkbaren Steuerknüppels, bei dem der Schwenkpunkt iief unterhalb der Oberfläche des Gehäuses liegt, ist die Schwenkbewegung verhältnismäßig gering und damit auch entsprechend die Neigung des Knüppels in der größten Auslenkbewegung. Eine derartige bekannte Vorrichtung ist im übrigen mit einer von anderen Vorrichtungen her bekannten Rückstelleinrichtung nicht zu kombinieren.

Rückstellvorrichtungen sind an sich bekannt (DE-Gbm 19 31 761). Bei dieser bekannten Vorrichtung erfolgt die Übertragung der Auslenkbewegungen des Knüppels durch zwei Schlitzführungen in Schwenkbügeln, und die Schwenkbügel stehen zueinander senkrecht und ihre Drehachsen sind mit den Drehachsen von Drehwiderständen fest verbunden. Bei einer derartigen Vorrichtung ist hinsichtlich der mechanischen Auslenkbewegungen aufgrund der verschiedenartigen Lagerung und Führung des Knüppels ein sehr erhebliches Spiel in den einzelnen mechanischen Übertragungsgliedern vorhanden, so daß schon aufgrund dieses starken Spiels eine exakte Rückstellung nicht durchführbar ist. Die bei diesen bekannten Vorrichtungen allein mögliche Verwendung von Drehwiderständen erlaubt nur ein Bestreichen eines verhältnismäßig sehr geringen Winkels und damit nur eine sehr geringe Ausnutzung der gesamten Widerstandslänge mit entsprechender starker Vergröberung und damit ebenfalls größerer Ungenauigkeit der Steuerwerte bzw. der erhaltenen elektrischen Werte, die auch nur mit erheblichen Stufensprüngen darstellbar sind. Die Widerstandsdrähte auf Drehwiderständen müssen schon aufgrund der mechanischen Beanspruchung durch Schleifkontakte eine bestimmte Stärke haben. Wegen der verhältnismäßig kurzen Wege der Schleifkontakte bei einer Schwenkbewegung in den Drehwiderständen mit geringem Durchmesser ergibt sich daher vom Übergang zu einer Drahtwicklung zur anderen eine verhältnismäßig grobe Stufung und entsprechend große Schritte zwischen den einzelnen, vom Schleifkontakt abgegriffenen Widerständen. Es kommt hinzu, daß dabei die elektrischen Werte über

ίο zwei Schleifstellen zu übertragen sind, und zwar einmal vom Widerstand zum Schleifkontakt und andererseits über einen Schleifring zum Schleifkontakt. Die exakte Übertragung der grobstufig erzeugten elektrischen Werte wird dadurch problematisch, sie ist anfällig für

ι» vielerlei Störungen, beispielsweise aufgrund von Verschmutzungen.

Bei den beiden bekannten vorbeschriebenen Ausführungsarten dieser Vorrichtungen erfolgt die Übertragung der mechanischen Auslenkbewegung des Steuerknüppeis über eine größere Anzahl von Lagerstellen und Schlitzführungen, deren Lag-erspiele sich addieren und dadurch aufgrund der mechanischen Verhältnisse schon verhindern, daß eine bestimmte, verhältnismäßig grobe Stellgenauigkeit verbessert werden kann. Diese Stellgenauigkeit wird auch negativ beeinflußt durch die verhältnismäßig langen Übertragungswege der mechanischen Kräfte, beispielsweise in den geschlitzten Bügeln, die aus Metall bestehend, während der Dauer der Benutzung und auch unter Einfluß von Temperatur-Schwankungen Verformungen unterworfen sind, die teilweise elastisch, teilweise bleibend sind.

Fast sämtliche der bekannten Vorrichtungen dieser Art sind mit einer Null-Rückstellvorrichtung für den Steuerknüppel versehen, die bewirkt, daß der Steuerknüppel in einer mittleren Lage seine Ruhestellung hat. Diese Null-Rückstellvorrichtung wirkt über Federn und Anschläge und wird in ihrer Genauigkeit ebenfalls beeinflußt durch die sich addierenden Lagerspiele der verschiedenen mechanischen Übertragungsglieder für die Bewegungen des Steuerknüppels. Bei den bekannten Vorrichtungen dieser Art ist daher die mittlere Ruhestellung des Steuerknüppels von einem Auslenkbereich umgeben, in dem noch keinerlei Veränderungen der elektrischen Werte bewirkt werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der gattungsgemäßen Art so auszubilden, daß unter Beibehalten der feinfühligen Einstellmöglichkeit und damit in Zusammenhang der dauerhaften Spielfreiheit eine selbsttätige Rückstellung des Steuerknüppeis in die Null-Stellung bei gleichzeitiger weitgehender Abdeckung gegen äußeren Staub und Schmutz erreicht werden kann.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist eine Vorrichtung der gattungsgemäßen Art dadurch gekennzeichnet, daß die gestellfeste Lagerung aus einem einseitig offenen, vier rechtwinklig zueinander angeordnete Seitenwände aufweisenden Kasten besteht mit einer quadratischen Durchbrechung an der der offenen Seite gegenüberliegenden Oberseite des Kastens für die Bewegung des Steuerknüppels und der um die zweite Schwenkachse schwenkbare Rahmen als Halbzylinder ausgebildet ist und mit etwas geringerem Radius als eine Halbzylinderschale, die auf der Innenfläche der Oberseite des Kasiens ausgebildet ist und deren Achse mit der zweiten Schwenkachse zusammenfällt und daß in dem Halbzylinder in der Mitte der Wölbung in seinem der Oberseite des Kastens zugewandten Teil ein zur zweiten Schwenkachse parallel verlaufender Schlitz als Durch-

tritt für den Steuerknüppel angeordnet ist und daß an beiden Schwenkachsen Rückstellvorrichtungen vorgesehen sind, bestehend aus je einem Hebel, der an einem Ende drehbeweglich an einem Zapfen auf dem Lagergestell der jeweils zugeordneten Schwenkachse gelagert ist und dessen anderes Ende von einer Zugfeder belastet ist, die ebenfalls auf dem Lagergestell der jeweils zugeordneten Schwenkachse befestigt ist und von der der Hebel gegen die jeweilige Schwenkachse anpreßbar ist, und aus jeweils zwei Stiften, die beiderseits der jeweiligen Schwenkachse in einer Ebene mit dieser liegend, auf denen die jeweiligen Schleifkontakte tragenden Bauteile angeordnet sind und in Nullstellung des Steuerknüppels mit dem jeweiligen Zapfen auf einer Geraden liegen, von denen der zwischen der jeweiligen Schwenkachse und dem Zapfen liegende Stift einen kleineren Abstand zur Schwenkachse aufweist, als der zwischen der jeweiligen Schwenkachse und der Zugfeder liegende Stift.

Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausführungen der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Patentansprüchen.

Sämtliche Formteile der Vorrichtung nach der Erfindung bestehen aus Kunststoff, und zwar vorzugsweise aus glasfaserverstärktem Polyamid, und sämtliche Drehachsen und Stifte aus Stahl.

Sofern in diesen Unterlagen von Widerständen gesprochen wird, handelt es sich um einstellbare ohmsche, kapazitive od. dgl. elektrische Widerstände.

Bei der Vorrichtung nach der Erfindung wirkt der Steuerknüppel ausschließlich nur auf zwei gekreuzte Schwenkacnsen, die zudem noch mit einer Art von Nachstellvorrichtung versehen sind, so daß aufgrund der erheblichen Reduzierung der Lagerstellen und der beweglichen Teile und der besonderen Ausbildung der Lagerung bei verbesserter Leichtgängigkeit das Spiel so erheblich verringert ist, daß die Genauigkeit gegenüber bekannten Vorrichtungen dieser Art sowohl in bezug auf die mechanischen Bewegungen als auch in bezug auf die Null-Rückstellung ganz erheblich verbessert ist, und zwar um mehr als eine halbe 10er Potenz. Zudem ist durch die erfindungsgemäße Konstruktion erreicht, daß bei den Regelwiderständen eine wesentliche größere Abgriffstrecke zur Verfügung steht und daß die Regelwiderstände über ihre gesamte Länge abgegriffen werden. Dadurch wird einerseits die Regelgenauigkeit erheblich verbessert, andererseits sind beispielsweise bei gewickelten Drahtwiderständen die Regelstufen wesentlich geringer als bisher. Auch die Übertragung der elektrischen Werte erfolgt nur über einen Schleifkontakt und nicht mehr über einen zusätzlichen Schleifring. Durch die Ausnutzung der gesamten Länge der Regelwiderstände besteht auch die Möglichkeit für diese eine besondere Charakteristik einzusetzen, und es kann die Abgriffkurve durch elektrische Zusatzwiderstände extern oder durch die formgebung des Widerstandes unmittelbar geändert werden, beispielsweise in Form einer S-Kurve ausgebildet werden.

Bei sehr kompakter Bauweise der Vorrichtung nach der Erfindung ist eine Auslenkbewegung des Steuerknüppels in einem weiten Winkel möglich, wobei der Steuerknüppel sehr kurz gehalten sein kann und bis sehr nahe zu seinem Fuß- und Schwenkpunkt frcilicgt. Das Übersetzungsverhältnis von etwa 1 : I konnte dabei beibehalten werden und darüber hinaus durch die besondere Ausbildung der beiden quer gegeneinander verschwenkbaren Bauteile eine sehr gute Abdeckung und Abdichtung der öffnung im Gehäuse erreich!

werden.

Durch die besondere Anordnung der Null-Rückstellvorrichtungen wirken diese gleichzeitig selbstjustierend; sie sind in der gleichen Ebene angeordnet wie die ■■) Schleifkontakte, so daß deren Abgriffgenauigkeit auch bei einem etwaigen Verschleiß der Lager erhalten bleibt. Durch die Null-Rückstellvorrichtung wird der Steuerknüppel aus sämtlichen ausgeschwenkten Stellungen sicher in die Nullstellung zurückgeholt, wobei die ίο Rückstellkraft proportional zur Ausschwenkbewegung des Steuerknüppels zunimmt, jedoch bei gleichem Ausschwenkweg des Steuerknüppels unabhängig von der Richtung der Ausschwenkbewegung immer gleich groß ist. Aufgrund der Unterteilung der Rückstellvor-Γ) richtung in zwei getrennte und voneinander unabhängige Teile für die beiden zueinander rechtwinklig verlaufenden Ausschwenkbewegungen in Zusammenhang mit der besonderen Ausbildung der Rückstellvorrichtungen auch hinsichtlich der Aufhebung des Lagerspiels besteht die Möglichkeit, mit der Vorrichtung nach der Erfindung ausschließlich in einer Ebene auszuschwenken bzw. zu fahren, ohne daß die dazu rechtwinklige Richtung berührt wird bzw. elektrische Werte erzeugt, so daß eine zusätzliche Stillegung 2^r> beispielsweise mit Hilfe eines besonderen Schalters nicht erforderlich ist.

Die Vorrichtung nach der Erfindung besteht ersichtlich nur aus wenigen Teilen mit sehr weniger Lagerstellen. Dadurch wird, wie erläutert, die Funktior κι bezüglich der Stellgenauigkeil und -Präzision sowie Leichtgängigkeit bedeutend verbessert und auch die Fertigung und Montage sind wesentlich vereinfacht. Zui Montage sind die Teile nur mittels einiger Lagerstifte miteinander zu verbinden, und es sind außerdem noch j¹; ein paar Schrauben einzusetzen. Es ist gelungen, die Montagezeit gegenüber bisher bekannten Vorrichtungen dieser Art auf etwa den zehnten Teil oder wenigei zu vermindern.

Patentschutz wird nur begehrt für die Gesamtheit dei Merkmale nach jedem Anspruch, also einschließlich seiner Rückbeziehung.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eine; Ausführungsbeispiels mit Bezug auf die Zeichnunger näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen
•η Fig. 1 einen Querschnitt entlang der Linie 1-1 dei F i g. 2,

F i g. 2 einen Längsschnitt entlang der Linie H-Il dei Fig. 1,

F i g. 3 einen Querschnitt entlang der Linie III-III dei vi Fig. 2,

F i g. 4 einen Längsschnitt entlang der Linie IV-IV dei Fig. 1,

Fig. 5 einen Querschnitt entsprechend F i g. 3 ir anderer Stellung,

v, F i g. 6 einen Längsschnitt entsprechend der F i g. 4 ir anderer Stellung,

F i g. 7 eine Unteransicht,

Fig. 8 ein Detail der auswechselbaren Widerstands halterungen,

mi F i g. 9 eine Frontansicht mit angesetzten zusätzlicher Drehwidersländen,

F i g. 10 einen Dclailschnitt mit einer Ratsche,

F i g. 11 eine Seitenansicht mit einer Lagerung.

Kin Gehäuse oder ein Grundgcstcll ist als nach unter

ii'i offener Kasten 1 ausgebildet, mit einer quadratischer Durchbrechung 2 an der Oberseite für die Bewegunger des Steuerknüppels 3. In diesem Kasten 1 sind in der gegenüberliegenden kürzeren Scitcnwändcn Lager '

und 5 in Form von Löchern ausgebildet, die in einer Achse liegen.

In diesen Lagern 4 und 5 ist ein Rahmen 6 schwenkbar gelagert, und zwar in dem Lager 5 mittels eines Stahlstiftes 7 und in dem Lager 4 mittels eines angeformten Zapfens 8. Der Rahmen 6 ist als Halbzylinder ausgebildet, dessen Zylinderachse mit der Achse durch die Lager 4 und 5 zusammenfällt. Dieser als Halbzylinder ausgebildete Rahmen 6 ist in der Mitte der Wölbung auf seiner Oberseite mit einem zur Zylinderachse parallel verlaufenden Schlitz 9 versehen und zum Durchtritt für den Steuerknüppel 3. Der einen Halbzylinder bildende Rahmen 6 ist in etwa gleicher Entfernung von seinen beiden Enden und in der Ebene der durch seine Lagerungen 4 und 5 gegebenen Schwenkachse mit Lagern 10 und 11 versehen. In diesen Lagern IO und 11 ist eine Achse 12 gelagert, auf der eine Kreisscheibe 13 festsitzt. An dieser Kreisscheibe 13 ist u. a. der Steuerknüppel 3 befestigt, der nach oben durch den Schlitz 9 und die etwa quadratische öffnung 2 des kastenförmigen Gehäuses 1 herausragt.

Die Achse 12 der Kreisscheibe 13 bildet eine erste Schwenkachse, die sich mit der Achse 7, 8 des halbzylinderförmigen Rahmens 6 kreuzt, wobei diese letztere Achse eine zweite Schwenkachse bildet. Beide Schwenkachsen liegen in einer Ebene, auf der der Steuerknüppel 3 in Ruhestellung senkrecht steht.

Eine vorzugsweise schmale Seitenwand 14 des kastenförmigen Gehäuses 1 ist auf etwa doppelte Tiefe verlängert und bildet die Halterung für einen streifenförmigen Widerstand 15, der gebogen ausgebildet ist, und zwar auf einem Kreisbogen, dessen Mittelpunkt die zweite Schwenkachse mit den Lagern 7 und 8 für den halbzylinderförmigen Rahmen 6 bildet. Dieser um die zweite Achse schwenkbare Rahmen 6 ist an seiner der Gehäusewand 14 benachbarten Wand 16 mit einem radial verlaufenden Ausleger 17 versehen, an dessen äußerem Ende ein Schleifkontakt 18 angeordnet ist, der gegen den gebogenen Streifenwiderstand anliegt.

Eine Längsseite 19 des halbzylinderförmigen Schwenkrahmens 6 ist als ebene Platte auf etwa doppelle Tiefe verlängert und trägt an ihrem Ende einen streifenförmigen Widerstand 20, der auf einem Kreisumfang gebogen ist, dessen Mittelpunkt die Schwenkachse 12, also die erste Schwenkachse, der Kreisscheibe 13 ist. An der Kreisscheibe 13 ist ein radialer Ausleger 21 angeformt, an dessen Ende ein Schleifkontakt 22 sitzt, der gegen den gebogenen streifenförmigen Widerstand 20 anliegt.

Aus der vorstehenden Beschreibung ist zu erkennen, daß der Steuerknüppel 3 um die gekreuzten Achsen, und zwar um die erste Schwenkachse 12 und um die zweite Schwenkachse 7, 8 innerhalb des quadratischen Ausschnittes 2 nach allen Richtungen frei schwenkbar ist. Dabei werden die Schleifkontakte 18 und 22 auf den zugeordneten Streifenwiderständen 15 und 20 von deren einem Ende bis zum anderen Ende bewegt, und zwar über einen verhältnismäßig weiten Weg — aufgrund der Übersetzung durch die Ausleger 17 und 18, so daß sich eine hohe Auflösung der Verstellbcwegung in elektrischen Werten ergibt mit einer sehr geringen Abstufung. Nach einem praktischen Ausführungsbeispiel werden für einen Streifenwiderstand Drähte verwendet, die einen Durchmesser von 0,045 mm haben. Die gewickelte Länge der Strcifcnwidcrständc beträgt 26 mm, so daß sich auf dieser Abgrifflänge eine Auflösung von 0,2% ergibt — das gilt für eine Schwenkbewegung sowohl um die erste als auch um die zweite Schwenkachse.

Um eine Ruhestellung des Steuerknüppels im Zentrum des quadratischen Ausschnittes 2 des kastenförmigen Gehäuses 1 zu erreichen, ist eine Null-Rück-Stellvorrichtung für beide Schwenkachsen vorgesehen In dem Raum zwischen der Abschlußwand 16 des halbzylinderförmigen Rahmens 6 und der auf doppelte Tiefe verlängerten Seitenwand 14 des kastenförmiger Gehäuses 1 und in dem Raum zwischen der als ebene

in Platte 19 verlängerten Seitenwand des halbzylinderförmigen Rahmens 6 und der benachbarten Außenfläche der kreisförmigen Scheibe 13 ist jeweils eine Null-Rück-Stellvorrichtung angeordnet. Diese Vorrichtung besteht entsprechend den Fig.3—6 aus einarmigen Hebeln 23 von denen je einer an einem Zapfen an der Seitenwand 14 des Gehäuses und einer an einem Zapfen an dei ebenen Platte des Schwenkrahmens 6 angelenkt ist Diese Lagerzapfen sind mit 24 bezeichnet. Der Hebel 23 ist auf seiner Unterseite mit einer Lagerhalbschale 25 versehen. Diese Lagerhalbschale drückt bei dem an dei Gehäusewand 14 angeordneten Hebel gegen die zweite Schwenkachse 7 innerhalb von deren Lagerung 5, alsc zwischen den beiden Lagerstellen 4 und 5 der zweiter Schwenkachse. Die Lagerschale 25 des an dei Innenseite der ebenen Platte 19 angeordneten Hebel: 23 liegt von oben her gegen die erste Schwenkachse 12 an, und zwar ebenfalls zwischen deren Lagerstellen 11 und 10 im halbzylinderförmigen Schwenkrahmen 6, unc zwar benachbart der Lagerstelle 11.

An dem seiner Lagerung 24 gegenüberliegender freien Ende ist der Hebel 23 mit einem nach unter gebogenen Haken 26 versehen, in den eine Zugfeder 2? eingehängt ist, die mit ihrem anderen Ende ar derjenigen Platte befestigt ist, an der die Lagerung 21

J¹S des Hebels 23 sitzt. Diese Zugfeder 27 hat das Bestreben, den einarmigen Hebel 23 mit der Lagerhalb· schale 25 gegen die erste bzw. zweite Schwenkachse zi ziehen und dadurch wird das Spiel dieser Schwenkachsen in ihrer Lagerung aufgehoben.

An den, den jeweiligen einarmigen Hebeln 23 zugeordneten verschwenkbaren Teilen, und zwar an dei Außenfläche der Wandung 16 des halbzylinderförmiger Rahmens 6 einerseits und an der einen Außenfläche dei Kreisscheibe 13 andererseits, sind zwei Stifte angeordnet, und zwar ein innerer Stift 28, der zwischen derr Hebellager 24 und der im Hebel ausgebildeter Lagerhalbschale 25 sitzt, und ein äußerer Stift 29, dei zwischen der im Hebel ausgebildeten Lagerhalbschalc 25 und dem Haken 26 sitzt.

ν* Der innere Stift 28 sitzt näher an der jeweiliger Schwenkachse, gegen die die Lagerhalbschale 2J anliegt, als der äußere Stift 29. Die Anordnung ist se getroffen, daß bei einer Verdrehung des jeweiliger Schwenkteils mittels des Steuerknüppels 3 einer dei beiden Stifte 28 und 29 gegen den Schwenkhebel 22 drückt und diesen unter Anspannung der Feder 2/ anhebt, wie das in den Fig.5 und 6 gezeigt ist. Dabc bewirkt die verschiedene Entfernung des inneren unc des äußeren Stiftes 28 bzw. 29 von der jeweiliger

wi Schwenkachse eine Auslcnkbewegung des einarmiger Hebels 23, die der Verschwenkbewegung des Steuer knüppcls gleich ist. In jeder Bewegungsrichtung de! Steuerknüppels wird daher mit zunehmender Entfernung von der Mittelstellung die Feder 27 in gleichci

h5 Weise angespannt, so daß das Rückstcllmomcni proportional zur Ausstcllbcwcgung des Steuerknüppel· ist. In der mittleren Null-Stellung des Steuerknüppels j liegen die Anlagepunktc der Stifte 28 und 29 sowie die

Lagerung 24 des einarmigen Hebels 23 in der Ebene der ersten und zweiten Schwenkachse.

Da die Halterungen der Streifenwiderstände an verlängerten Wandplatten angeordnet sind, ergibt sich nach der Erfindung die Möglichkeit, diese Streifenwiderstände 15 und 20 für beide Richtungen nicht nur gleichartig auszubilden, sondern auch ihre Halterungen auf einfache Weise auswechselbar zu gestalten. Dazu sind die entsprechenden verlängerten Teile der Wände 14 und 19 an ihrem Ende mit Einnehmungen und Schwalbenschwanzführungen 30 versehen. Auf diese Schwalbenschwanzführungen 30 wird ein plattenförmiges übergreifendes Teil 31 aufgeschoben, das mit der Gegenform zu der Schwalbenschwanzführung 30 versehen ist und an dem die streifenförmigen Widerstände 15 bzw. 20 befestigt sind. Es ist damit nicht nur möglich etwa schadhaft gewordene Streifenwiderstände leicht und einfach auszuwechseln, sondern auch Streifenwiderstände mit einer anderen Regelcharakteristik einzusetzen. Der Streifenwiderstand 20, der an dem schwenkbaren Rahmen 6 sitzt, ist mit einer flexiblen Stromzuführung versehen, so daß für diesen einzigen bewegten Widerstand der Vorrichtung eine Übertragung über Schleifringkontakte mit den damit verbundenen Nachteilen fortfällt.

Um eine möglichst weitgehende Abdeckung des quadratischen Ausschnitts 2 in der Oberseite des Kastenförmigen Gehäuses 1 zu erreichen und damit der Gefahr des Eindringens von Verschmutzungen vorzubeugen, ist das kastenförmige Gehäuse 1 auf der Innenfläche seiner Oberseite als Zylinderhalbschale 32 ausgebildet. Diese Zylinderhalbschale umgibt den unteren Rand des quadratischen Ausschnittes 2. Die Achse dieser Zylinderhalbschale 32 fällt zusammen mit der zweiten Schwenkachse und mit der Achse des halbzylinderförmigen Schwenkrahmens 6. Zwischen dieser Halbzylinderschale 32 und der Außenfläche des halbzylinderförmigen Schwenkrahmens 6 ist nur ein sehr geringer Zwischenraum. Dieser Zwischenraum kann noch überbrückt werden, beispielsweise durch einen kurzflorigen Samt, der auf eine der einander gegenüberliegenden Flächen aufgeklebt ist.

Die Innenseite des halbzylinderförmigen Schwenkrahmens 6 in der Umgebung des Schlitzes ist als Zylinderhalbschale 33 ausgebildet, deren Zylinderachse mit der ersten Schwenkachse 12 zusammenfällt. Auch hier ist der Abstand zwischen dieser Zylinderschale 33 und der Außenfläche der Kreisscheibe 13 sehr gering ausgeführt und eine der beiden Flächen kann ebenfalls mit einem kurzflorigen Samt beklebt sein. Durch diese Ausbildung wird verhindert, daß Verunreinigungen von oben her in die Vorrichtung eindringen können.

In F i g. 9 ist im wesentlichen eine Frontansicht des kastenförmigen Gehäuses 1 dargestellt. An dieses Gehäuse sind an den Außenseiten, und zwar an mindestens zwei zueinander rechtwinklig stehende Außenseiten, Zapfen 34 angeformt, die vorzugsweise einen kreuzförmigen Querschnitt haben. Auf diesen Zapfen 34 sind Drehwiderstände 35 aufgesetzt, deren Gehäuse und damit deren Widerstandswicklungen, um die Zapfen 34 drehbar ist. An den Aufsteckzapfen sitzen demnach die Schleifkontakte, die die Widerstandswicklungen abgreifen.

Auf die zylinderförmigen Mantelflächen dieser Drehwiderstände sind Stellvorrichtungen aufgesetzt, die aus einem Klemmring 36 bestehen, an den ein sich radial nach oben erstreckender Ausleger 37 angeformt ist. Dieser Ausleger 37 trägt im Abstand von dem Klemmring 36 nach beiden Seiten sich erstreckende Kreisringsektoren 38, deren Mittelpunkt mit dem Mittelpunkt des Klemmringes 36 zusammenfällt. Oberhalb der Kreisringsektoren 38 ist der Ausleger 37 noch etwas verlängert als Stellknopf 39 mit einer Rasterung 40 an seiner Außenfläche. Auf dem kastenförmigen Gehäuse 1 ist eine Abdeckplatte 41 befestigt, die dieses Gehäuse nach allen Seiten überragt und auch als Abdeckung für den Einbau dient. Diese Abdeckplatte 41

ίο ist oberhalb der Drehwiderstände 35 mit einem, parallel zu der darunterliegenden Wand des Kastens 1 und im Abstand davon verlaufenden Schlitz 42 versehen, durch den der obere Teil des Stellknopfes 39 hindurchragt und der von unten her abgedeckt wird durch die Kreisringsektoren 38, die unterhalb des Stellknopfes angeformt sind. Es ist erkennbar, daß mittels dieser Vorrichtung die Drehwiderstände 35 in beiden Richtungen um einen gewissen Betrag zu verstellen sind. Wie schon eingangs erläutert, werden die Verstellungen der Drehwiderstände beispielsweise dazu gebraucht, um bei einem Modellflugzeug eine bestimmte Trimmlage einzustellen. Bei dieser Vorrichtung ist nach der vorstehenden Beschreibung für die Einstellung der Trimmlage je ein separater Drehwiderstand vorgesehenen, und zwar je nach Bedarf für die Wirkung auf verschiedene Steuerelemente und demnach auch in mehrfacher Anordnung, wobei jeder einzelne dieser Drehwiderstände sinngemäß, d. h. mit seiner Verstellvorrichtung 39 parallel zu den entsprechenden Bewegungen des Steuerknüppels 3 an der Vorrichtung angeordnet ist. Dadurch ergibt sich u.a. der Vorteil, daß der Verstellbereich der Drehwiderstände 35 über eine weitere Stellung ausgenutzt werden kann und daß dadurch die Regelstrecke der eigentlichen Steuerwider-

-5 stände 15 und 20 in keiner Weise beeinflußt wird. Diese Streifenwiderstände 15 und 20 sind auswechselbar, beispielsweise gegen Widerstände mit anderer Regelcharakteristik, wie schon beschrieben, und diese Auswechselbarkeit ist dadurch ermöglicht, daß die Drehwiderstände 35 für die Einstellung fester, vorgesehener Werte gesondert und unabhängig davon angebracht sind.

Es kann erwünscht sein, daß eine der Bewegungen des Steuerknüppels 3 mit einer besonderen Hemmung versehen ist, die eine Verstellung des Steuerknüppels zwar nicht wesentlich beeinträchtigt, jedoch bewirkt, daß der Steuerknüppel in einer bestimmten eingestellten Winkelstellung stehenbleibt. Entsprechend der Fig. 10 ist dazu der halbzylinderförmige Rahmen 6

beispielsweise benachbart zu seiner der Endwand 16 gegenüberliegenden Endwand 43 an seiner Mantelfläche mit einer achsparallel verlaufenden Riffelung 44 versehen. In dem kastenförmigen Gehäuse 1 ist, dieser Riffelung 44 gegenüberliegend, eine Halterung 45

angeformt, an der mittels einer Schraube 46 eine Ratsche 47 mit einem federelastischen Auslegerarm 48 zu befestigen ist. Wie erkennbar, liegt die Ratsche 47 gegen die Riffelung 44 an und greift mit ihrer Spitze in die Rillen dieser Riffelung. Aufgrund der federnd-elastisehen Anlage springt die Ratsche bei Verstellen des Steuerknüppels 3 jeweils von einer Rille in die nächste Rille der Riffelung und hält den Steuerknüppel in der eingestellten Winkellage, wenn er nicht bewegt wird. Zweckmäßig wird beim Anbringen der Ratsche 47 die der entsprechenden Schwenkbewegung zugeordnete Zugfeder der Null-Rückstellvorrichtung ausgehängt, das ist in diesem Fall die Zugfeder 27 in den F i g. 3 oder 5. Die Anordnung ist so getroffen, daß die Ratsche 47

nach Lösen der Schraube 46 seitlich in Ruhestellung abgeschwenkt werden kann, so daß tie nicht verlorengeht.

Eine andere Möglichkeit zum Feststellen des Steuerknüppels in einer erwünschten Winkelstellung in eine der beiden Schwenkrichtungen wird anhand der F i g. 11 erläutert. Wie schon beschrieben, ist der halbzylinderförmige Rahmen 6 auf einer Seite, und zwar an der Seite mit Abschlußwand 43, mit einem angeformten Zapfen 8 in dem Lager 4 gelagert. Dieses Lager 4 ist, entsprechend der Fig. 11, als Schlitzlager ausgeführt, d. h. es ist in Form von zwei Lagerschalen 49 und 50 an einem Schlitz 51 angeformt, der in der Ebene der ersten und zweiten Schwenkachse in die Seitenwand des Gehäuses 1 eingeschnitten ist mit einer schlitzförmigen Verbindung 52 zum oberen Rand dieser Seitenwand. Der Schlitz 51 ist hinter den beiden Lagerschalen 49 und 50 noch um ein Stück 53 weitergeführt und an seinem Ende abgerundet. Parallel zu dem zur Oberkante dieser Seitenwand führenden Verbindungsschlitz 52 ist in dem eine Zunge 54 bildenden oberen Teil der Seitenwand eine Schraube 55 eingesetzt, die den Schlitz 51 durchdringt und unterhalb des Schlitzes 51 in ein Gewindeloch 56 in der Seitenwand eingreift. Es ist erkennbar, daß durch Anziehen und Lösen der Schraube 55 der zungenförmige Teil 54 der Seitenwand des Gehäuses unter elastischem Nachgeben bei Verengen bzw. Erweitern des Schlitzes 51 verstellt werden kann, wobei die Lagerschalen 49 und 50 gegeneinandergedrückt bzw. freigegeben werden unter entsprechender Anlage an den Zapfen 8 des Rahmens 6. Mit Hilfe der Schraube 55 kann also die Lagerreibung an dem 7."pien 8 verstellt werden und damit eine entsprechende Hemmung für die Bewegung des Steuerknüppels erzeugt werden, so daß dieser zwar beweglich ist, jedoch in der eingestellten Winkellage verbleibt. Auch hier wird zweckmäßig die dieser Bewegung zugeordnete Zugfeder 27 der Null-Rückstellvorrichtung ausgehängt, das ist in diesem Fall die Rückstellfeder 27 in den F i g. 3 und 5. Selbstverständlich kann in gleicher Weise auch eine Hemmung der Schwenkbewegung für den Steuerknüppel in der quer dazu liegenden Bewegung erzeugt werden. Es wird dazu das eine, zweckmäßig außen liegende Lager der ersten Schwenkachse in dem halbzylinderförmigen Rahmen 6 in gleicher Weise ausgebildet, wie das in der Fig. 11 dargestellt ist. Dazu wird zweckmäßig an der Kreisscheibe 13 für diese Lagerung ein Zapfen angeformt und das Lager 10 wird mit einem Schlitz versehen, der ebenfalls rechtwinklig nach oben zum Rand dieser Wandung des Rahmens 6 führt und mit einer Stellschraube 55 versehen ist. Wenn damit eine Hemmung der Bewegung des Steuerknüppels erzeugt werden soll, wird zweckmäßig die zugeordnete Rückholfeder der Null-Rückstellvorrichtung für diese Bewegung ausgehängt, das ist die Zugfeder 27 in den F i g. 4 und 6.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung für die Steuerung von zwei gekreuzten proportionalen Stelleinrichtungen in einem ortsfesten Gestell mittels eines Steuerknüppels, der rechtwinklig auf einer ersten Schwenkachse festsitzt, die in einem Rahmen gelagert ist, der um eine zweite, mit der ersten Schwenkachse in gleicher Ebene und diese rechtwinklig kreuzende, gestellfest gelagerte Schwenkachse schwenkbar ist, und bei der an beiden Schwenkachsen radiale Ausleger fest angeordnet sind, an deren Enden Schleifkontakte streifenförmige, im Kreissektor um die Achse gebogene Widerstände kontaktieren, die ihrerseits auf dem jeweiligen Lagergestell der zugeordneten Schwenkachse befestigt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die gestellfeste Lagerung aus einem einseitig offenen, vier rechtwinklig zueinander angeordnete Seitenwände aufweisenden Kasten (1) besteht mit einer quadratischen Durchbrechung (2) an der der offenen Seite gegenüberliegenden Oberseite des Kastens (1) für die Bewegung des Steuerknüppels (3) und der um die zweite Schwenkachse (7, 8) schwenkbare Rahmen (6) als Halbzylinder ausgebildet ist mit etwas geringerem Radius als eine Halbzylinderschale (32), die auf der Innenfläche der Oberseite des Kastens (1) ausgebildet ist und deren Achse mit der zweiten Schwenkachse (7, 8) zusammenfällt und daß in dem Halbzylinder (6) in der Mitte der Wölbung in seinem der Oberseite des Kastens zugewandten Teil ein zur zweiten Schwenkachse (7, 8) parallel verlaufender Schlitz (9) als Durchtritt für den Steuerknüppel (3) angeordnet ist und daß an beiden Schwenkachsen (7, 8, 12) Rückstellvorrichtungen vorgesehen sind, bestehend aus je einem Hebel (23), der an einem Ende drehbeweglich an einem Zapfen (24) auf dem Lagergestell (1, 6) der jeweils zugeordneten Schwenkachse (7, 8, 12) gelagert ist und dessen anderes Ende (26) von einer Zugfeder (27) belastet ist, die ebenfalls auf dem Lagergestell der jeweils zugeordneten Schwenkachse (7, 8, 12) befestigt ist und von der der Hebel (23) gegen die jeweilige Schwenkachse anpreßbar ist, und aus jeweils zwei Stiften (28, 29), die beiderseits der jeweiligen Schwenkachse in einer Ebene mit dieser liegend auf den die jeweiligen Schleifkontakte (18, 22) tragenden Bauteile angeordnet sind und in Nullstellung des Steuerknüppels (3) mit dem jeweiligen Zapfen (24) auf einer Geraden liegen, von denen der zwischen der jeweiligen Schwenkachse (7, 8, 12) und dem Zapfen (24) liegenden Stift (28) einen kleineren Abstand zur Schwenkachse aufweist, als der zwischen der jeweiligen Schwenkachse und der Zugfeder (27) liegende Stift (29).

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die die offene Seite des Kastens (1) begrenzende Kante der einen Seitenwand (14), in der ein Lager (5) der zweiten Schwenkachse (7, 8) angeordnet ist, den doppelten Abstand zur Oberseite des Kastens aufweist als die übrigen Seitenwände und an ihr einer der streifenförmigen gebogenen Widerstände (15) gehaltert ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Längsseite des Halbzylinders (6) als ebene Platte (19) als Halterung für den anderen der streifenförmigen, gebogenen Widerstände (20) ausgebildet ist, deren sich parallel zur Zylinderachse

erstreckende Kante bei Nullstellung des Steuerknüppels (3) annähernd den gleichen Abstand zur Oberseite des Kastens (1) aufweist, wie die der vergrößerten Seitenwand (14).

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Halbzylinder (6), den Durchtrittschlitz (9) für den Steuerknüppel umgebend, eine Zylinderhalbschale (33) ausgebildet ist, deren Achse mit der ersten Schwenkachse (12) zusammenfällt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Schwenkachse (12) von einer Kreisscheibe (13) koaxial umgeben ist, deren Stärke größer ist als die Breite des Schlitzes (9) in dem Halbzylinder (6), und deren Radius etwas geringer ist als der Radius der Zylinderhalbschale (33), die den Durchtrittsschlitz (9) im Halbzylinder (6) umgibt.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eines der Lager der Schwenkachsen (7, 8 oder 12), an denen keine Rückstelleinrichtung angeordnet ist, als Lagerschale (49, 50) im offenen Schlitz (51) ausgeführt ist mit einer, den Schlitz (51) überbrückenden Klemmschraube (55) zur Verstellung der Lagerreibung.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückstelleinrichtungen an demjenigen Teil der Schwenkachsen (7, 8, 12) angeordnet sind, die den Schleifkontakten (18, 22) am nächsten benachbart sind und mit ihren Hebeln (23) auf der, den Schleifkontakten gegenüberliegenden Seite der Schwenkachsen liegen.

8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sämtliche Formteile aus Kunststoff, vorzugsweise glasfaserverstärktem Polyamid bestehen und sämtliche Drehachsen und Stifte aus Stahl.

9. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zylinderhalbschale (32) und/oder der Halbzylinder (6) auf ihrer, den Durchtrittsschlitz (9) umgebenden Oberfläche mit einem kurzflorigen Samt <?ls Schutz gegen Eindringen von Verunreinigungen belegt sind.