DE2504240B2 - Vorrichtung für die Steuerung von zwei gekreuzten proportionalen Stelleinrichtungen mittels eines Steuerknüppels - Google Patents
Vorrichtung für die Steuerung von zwei gekreuzten proportionalen Stelleinrichtungen mittels eines SteuerknüppelsInfo
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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 2r>
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,
•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 (9)
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.
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