DE3441534C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Lageranordnung gemäß dem Oberbe­ griff des Anspruches 1.

Eine derartige Lageranordnung ist aus der US-PS 38 43 075 be­ kannt. Dort ist die Ruderblatt-Halterung axial und radial mittels eines Drehtellers und eines Radial-Kugellagers in der tragenden Struktur geführt. Der Drehteller ist in einen Struktur-Einstich eingesenkt und von einem Ring aus gleichem Material umgeben. In axialer Richtung ruht der Drehteller auf dem Boden des Einstiches. Aufgrund dieser großflächigen An­ lage, die zusätzlich zu den aerodynamischen Angriffskräften auf das vom Drehteller axial fortstehende Ruderblatt wirkt, sind ganz erhebliche Stellmomente für das Lenken des Flugkör­ pers erforderlich. Das wäre nicht der Fall, ein erheblicher Anteil der erforderlichen Energie für die Verstellung der Ru­ derblätter könnte also eingespart werden, wenn die Ruder­ blatt-Halterung axial vom Boden der Struktur-Einsenkung abge­ hoben werden könnte, um die reibungswirksamen Anlageflächen zu verringern. Dann ist allerdings keine wirksame Abdichtung entlang dieser Ruderblatt-Halterung ins Innere der Struktur mehr gegeben. Eine solche Abdichtung ist aber insbesondere dann erforderlich, wenn der Flugkörper, etwa nach Art eines Mörsergeschosses, mittels einer Treibladung aus einem Waffen­ rohr gestartet werden soll. Um die Funktion der Stell- und Steuerungseinrichtungen im Inneren des Flugkörpers nicht durch die Wirkung der hochenergetischen, aggressiven Treibla­ dungsgase zu beeinträchtigen, muß unbedingt sichergestellt sein, daß beim Abschuß die heißen, unter hohen Druck stehen­ den Treibladungsgase nicht über die Lagerstellen der Ruder­ blatt-Halterung ins Innere der Heckstruktur eindringen kön­ nen. Andererseits dürfen solche Abdichtungsmaßnahmen nicht dahin führen, daß wieder unvertretbar hohe Antriebs-Energien für die Stellsysteme bereitgestellt werden müssen, um durch die Dichtungswirkung hervorgerufene Reibkräfte bei der Ruder­ blatt-Verschwenkung zu überwinden.

Dieses Problem ist auch nicht lösbar durch ein elastisches Gleitlager, wie es aus der unter P.A. 6 85 942 am 18.11.1954 bekanntgemachten deutschen Patentanmeldung L17 065 vom 07.11.1953 bekannt ist. Denn die dortige elastische Abstüt­ zung zwischen Wellenstumpf und Lagerkörper führt je nach den äußeren Lastgegebenheiten zu einem Pendeln der Ruderachse, was in Hinblick auf anzustrebene stabile Flugzustände unzu­ lässig wäre.

In Erkenntnis der eingangs geschilderten Gegebenheiten liegt der Erfindung dagegen die Aufgabe zugrunde, eine Lageranord­ nung gattungsgemäßer Art dahingehend weiterzubilden, daß sie ohne wesentliche Vergrößerung der Einbau-Abmessungen einer­ seits eine gasdichte Abdichtung des Struktur-Inneren gegen­ über auch extremen externem Treibladungsdruck erbringt, an­ dererseits aber nur geringe Stellkräfte für die Schwenkbewe­ gung der Ruderblätter erfordert.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die La­ geranordnung nach dem Patentanspruch 1 ausgebildet ist.

Gemäß dieser Lösung führt ein Anstieg des Druckes außerhalb der tragenden Heckstruktur zu einem Axialversatz der Ruder­ blatt-Halterung und dadurch zu erhöhter axialer Dichtwirkung eines Ringes, der elastisch verformt wird und dadurch nach Abbau des äußeren Druckes eine Rückstellfunktion in eine Stellung der Ruderblatt-Halterung erbringen kann, in der nur noch minimale Reibflächen auftreten. Damit die elastische axiale Beanspruchung des Dichtungsringes zur Erhöhung seiner Dichtungsfunktion nicht beeinträchtigt wird durch die Drehmo­ mentenübertragung vom Stellsystem zur Ruderwelle ist am Kopp­ lungsglied eine Verbindung zwischen Ruderblatt und Stellsy­ stem vorgesehen, die in Abhängigkeit von der Axialstellung der Ruderblatt-Halterung in bzw. außer formschlüssigen Ein­ griff gerät.

Zusätzliche Alternativen und Weiterbildungen sowie Vorteile der Erfindung ergeben sich aus nachstehender Beschreibung eines in der Zeichnung unter Beschränkung auf das Wesentliche aber angenähert maßstabsgerecht dargestellten bevorzugten Realisierungsbeispiels zur erfindungs­ gemäßen Lösung. Die einzige Figur der Zeichnung zeigt in abgebrochener Darstellung im Axial-Längsschnitt durch die Ruderblatt-Anstellschwenk­ achse einen Aufbau der erfindungsgemäßen Lageranordnung in ihrer Funktionsstellung.

Das an seiner Ruderblattlagerung 2′ befestigte Ruderblatt 2 ist in seiner Wirkstellung, also jedenfalls nach dem Rohr-Abschuß in der Längsachse 1 orientiert und dient der aerodynamischen Richtungssteuerung des Flugkörpers 3. Es ist mittels einer Schraube an einer abgestuften, drehbar gelagerten Halterung 5 drehstarr befestigt, deren Drehachse 6 dementsprechend quer zur Längs­ achse 1 durch ein Kugelrillenlager als Radial-Lager 7 verläuft. Dessen Außenring 6 ist in der tragenden Heckstruktur 9 des Geschosses 3 gehaltert, während der Innenring 10 gegenüber der Halterung 5 ein zulässiges Radialspiel aufweist, welches die Axialbewegung der Halterung 5 bei Druckbeaufschlagung sicherstellt.

Koaxial zur Drehachse 6 ist in die Heckstruktur 9 für jedes Ruder­ blatt 2 eine Schulter 11 eingearbeitet, in die ein elastischer Dichtungs­ ring 12 (O-Ring), bezüglich der Längsachse 1 radial außerhalb des Lagers 7 gelegen und dessen Achse 6 umgebend, eingesetzt ist. Ein radial über den Kugellager-Innenring 10 hinaus sich erstreckender, axial kurzer Vorsprung 13 an der Halterung 5 greift radial ins Innere des Dichtungsringes 12 hinein, gegen den eine radial weiter vor­ springende umlaufende Schulter 14 der Halterung 5 axial anliegt. Die Kontur der Halterung 5 weist gegenüber der Gegenkontur der Heck­ struktur 9 und den Kugellager-Außenring 6 ein geringes Axialspiel 15 auf, um das der Dichtungsring 12 zur Verstärkung seiner Dicht­ wirkung axial gepreßt werden kann, wenn die Halterung 5 eine Axial­ verlagerung in Richtung auf das Innere 16 des Geschosses 3 zu erfährt.

Dies tritt z. B. ein, wenn im Verdämmungsraum 17 eines Abschußrohres (in der Zeichnung nicht dargestellt), also außerhalb der Heckstruktur 9, von einer angezündeten Treibladung 19 der Gasdruck für die Be­ schleunigung des Flugkörpers 3 aufgebaut wird.

Um bei dieser durch den Treibgasdruck hervorgerufenen Axialverlagerung der Halterung 5 den Dichtungsring 12 nicht zu zerquetschen, kann es zweckmäßig sein, an wenigstens einer Stelle Auflageflächen 20 zwischen der Lagerung 2′ und/oder einem Teil seiner Halterung 5 sowie der tragenden Heckstruktur 9 (zur Begrenzung der Axialver­ schiebung der Halterung 5, also des Axialspieles 15 der Lagerung des Ruderblattes 2) vorzusehen. Auch bei mechanischer Arretierung der Axialverschiebung des Ruderblattes 2 samt Halterung 5 aufgrund Anlage dieser Auflageflächen 20 gegeneinander bleibt aber, durch die axiale Verpressung des Dichtungsringes 12′ sichergestellt, daß z. B. Gase aus dem Verdammungsraum 17 nicht über die Ruderblatt-Lager­ anordnung ins Innere 16 der Geschoß-Heckstruktur 9 eindringen können.

Für jedes sein Lager 7 ins Innere 16 der Heckstruktur 9 durchgreifendes wellenförmiges Ende der Halterung 5 ist die Bewegungskopplung zwischen einem Stellglied (in der Zeichnung nicht berücksichtigt) und den gleichwirkenden Ruderblatt-Lagerung 2′ über ein z. B. U-förmiges Kopplungsglied 30 gegeben; bei dem es sich im Falle eines Linear- Stellgliedes um einen Schwenkarm zur Umsetzung der Linearbewegung in eine Drehbewegung für die Ruderblatt-Anstellung gegenüber der Geschoß-Längsachse 1 handelt.

Zwischen dem Kopplungsglied 30 und jeder Halterung 5 ist eine kraftschlüssige Axial-Justage mittels eines Gewindestiftes 21 gegeben, der im dargestellten Beispiels­ falle quer zur Drehachse 6 in die Kopplungsglied-Nabe 22 eingeschraubt und gegen die Mantelfläche 23 des durch das Lager 7 hindurchtretenden Teiles der Halterung 5, einer Paßfeder 24 gegenüber, abgestützt ist.

Damit durch den Kraftschluß zwischen der (in festem Abstand zur Geschoß-Längsachse 1 gehalterten) Kopplungsglied-Nabe 22 und der unter Einfluß des Treibgasdruckes axial verlagerbaren Halterung 5 diese Axialverschiebung nicht behindert wird, ist die Mantelfläche 23 im stirnseitigen Angriffsbereiche des Gewindestiftes 22 mit einem rampenförmigen Einstich 25 ausgestattet. Der ist derart in Bezug auf die Versatzrichtung, also auf die Drehachse 6, geneigt, daß bei axial gestauchtem Dichtungsring 12 ein lichter Zwischenraum zwischen Gewindestift 22 und Halterung 5 vorliegt (wie sich aus der zeichnerischen Darstellung ohne weiteres ergibt). Wenn, z. B. nach dem Abschuß des Flugkörper 3 aus dem Waffenrohr, ein Gasdruck, der zur Axialverlagerung des Ruderblattes 2 mit seiner Halterung 5 geführt hatte, wieder verschwunden ist, wird die Anordnung aus Ruderblatt 2 und Halterung 5 vom sich entspannenden, aus elastischem Material bestehenden Dichtungsring 12 wieder parallel zur Längsachse der Paßfeder 24 axial zurückverlagert; bis die Rampe des Einstiches 25 wieder kraftschlüssig gegen das Stirnende des Gewindestiftes 21 anliegt und so die axiale Justage-Stellung zwischen Halterung 5 und Kopplungsglied 30 wieder erreicht ist. Auf diese Weise ist sichergestellt, daß eine, nicht zu sehr durch eine kraftschlüssige Verbindung beeinträchtigte, Axialverlagerung des über die Lagerung 2′ an seiner Halterung 5 befestigten Ruderblattes 2′ unter Sicher­ stellung der Dichtwirkung des Dichtringes 12 nahe außerhalb des Kugellagers 7, stattfindet, wenn der Flugkörper 3 z. B. mittels des Treibladungsdruckes, der außerhalb der Heckstruktur 9 in einem Waffen­ rohr aufgebaut wird, aus diesem Rohr verschossen wird.

Von besonderem Vorteil ist die erfindungsgemäße Lageranordnung da­ rüberhinaus insoweit, als sie über die Gewindestifte 21 und den jeweils zugeordneten rampenförmigen Einstich 25 eine stabile und gut reproduzierbare Justage des Anpreßdruckes über dem Dichtring 12 ermöglicht. Es kann also über die Einschraub-Tiefe des Gewindestiftes 21 die Dichtungsfunktion während des Aufbaues eines Druckes im Verdammungs­ raum 17 sichergestellt werden; wobei diese Dichtungsfunktion bei hinreichendem Druckaufbau durch die Verlagerung der Halterung 5, also durch die axiale Pressung des Dichtungsringes 12′ mit weiter ansteigendem Umgebungsdruck vergrößert wird.

Während des Überdruckes im Verdämmungsraum 17 sind die Lagerungen 2′ samt den Rampen-Ein­ stichen 25 zum Geschoß-Innern 16 hin verlagert und deshalb mechanisch vom Anschluß an die Stellglieder (über die Stifte 21 und die Kopplungs­ glieder 30, 31) entkoppelt.

Es werden die Drehbewegungen für das Anstellen der Ruderblattpaare 2 nach dem Verlassen des Abschuß­ rohres aus der Grundstellung heraus freigegeben, die bei Rückbewegung der Lagerung 2′ durch die Gewindestifte 21 (gegenüber den Rampen-Ein­ stichen 25) vorgegeben sind.

Claims (2)

1. Lageranordnung für das Ruderblatt (2) eines lenkbaren Flugkörpers, in dessen tragender Heckstruktur (9) eine quer zur Flugkörper-Längsachse (1) drehbar gelagerte Ru­ derblatt-Halterung (5) mittels eines Radiallagers (7) ge­ führt ist, über dessen Innenring (10) radial hinausragend ein von einem Ring umgebener Halterungs-Vorsprung (13) in den Einstich über einer Struktur-Schulter (11) eingreift, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring ein elastischer Dichtungsring (12) ist, der zwischen der Struktur-Schulter (11) und einer an der Hal­ terung (5) radial vorspringenden Schulter (14) angeordnet ist, wobei die Halterung (5) sowie ihr Radiallager (7) ein Axialspiel (15) aufweisen, das durch Auflage-Flächen (20) zwischen der Struktur (9) und der Halterung (5) bzw. der mit ihr verbundenen Ruderblattlagerung (2′) zum Struktur-Inneren (16) hin begrenzt ist, während die vom sich entspannenden Dichtungsring (12) verursachte Rückbe­ wegung der Halterung (5) begrenzt ist durch einen An­ schlag zwischen der Halterung (5) und einem Kopplungs­ glied (30) für die Ruderblattanstellung.

2. Lageranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlag zwischen Halterung (5) und Kopplungs­ glied (30) ein in der Mantelfläche (23) der Halterung (5) ausgebildeter rampenförmiger Einstich (25) ist, in den ein Gewindestift (21) vom Kopplungsglied (30) her ein­ greift.