DE3502613A1

DE3502613A1 - Steuergestaenge

Info

Publication number: DE3502613A1
Application number: DE19853502613
Authority: DE
Inventors: Walter 8190 Wolfratshausen Halamek; Ludwig 8046 Garching Stangl
Original assignee: Messerschmitt Bolkow Blohm AG
Current assignee: Airbus Defence and Space GmbH
Priority date: 1985-01-26
Filing date: 1985-01-26
Publication date: 1986-07-31
Also published as: DE3502613C2

Description

Steuergestänge
Die Erfindung betrifft ein Steuergestänge gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, insbesondere für die Handbetätigung.
Bei einem derartigen Steuergestänge insbesondere für die mechanische Steuerung der Rotorblätter eines Drehflügelflugzeugs stellt sich für den Bediener (Piloten) seit jeher das Problem, daß große Steuerwege bzw.
- ausgangssignale auch große Steuereingaben über den Bedienhebel (Steuerknüppel, -hebel) erfordern, wozu wegen der kurzzeitig zumeist unveränderbaren Sitzhaltung unter Umständen der Bediener,je nach Körpergröße bzw.
Armlänge, zu beträchtlichen "Verrenkungen" seines Oberkörpers gezwungen ist. Außer solchen Unbequemlichkeiten bedingen natürlich große Steuereingaben bzw. Winkelbewegungen des Bedienhebels einen entsprechend großen Freiraum, wofür insbesondere im Führer raum eines Drehflügelflugzeugs zumeist enge Grenzen gesetzt sind.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Steuergestänge der eingangs genannten Art mit wenigstens annähernd progressiver Steuerbewegungs-Übertragungscharakteristik in beiden Bewegungsrichtungen des Bedienhebels zu schaffen.
Diese Aufgabe ist gemäß dem Kennzeichen des Patentanspruchs 1 gelöst durch ein zwischen die vom Bedienhebel betätigbare Steuereingabestange und eine den Steuerausgang bildende Steuerstange derart geschaltetes Viergelenk-Getriebe, daß (Steuereingabe-)Winkelbewegungen des Bedienhebels aus einer Mittellage heraus zwischen zwei vorgegebenen Endlagen desselben in beiden Steuer- bzw.
Bewegungsrichtungen der Steuereingabestange jeweils zu einer Bewegung des Anlenkpunktes der Steuerstange auf einer Kreisbahn zwangsläufig unter progressiver Zunahme des Abstandes desselben vom Drehpunkt des der Steuereingabestange zugeordneten Winkelhebels führen. Dies wird nachfolgend durch ein Ausführungsbeispiel der Erfindung und ihrer (in den Unteransprüchen gekennzeichneten) bevorzugten Ausgestaltungen näher erläutert.
Hierzu zeigt die Zeichnung in Fig. 1 und 2 in der Seitenansicht ein handbetätigbares Steuergestänge ohne bzw. bei einer Steuereingabe-Winkelbewegung eines Bedienhebels.
Das dargestellte Steuergestänge kann beispielsweise bei einem Drehflügelflugzeug zur Blatteinstellwinkelsteuerung über einen Stellhebel einem auf eine Taumelscheibe wirkenden hydraulischen Stellmotor o. dgl. zugeordnet sein. Die Steuereingabe erfolgt durch einen vom Bediener in bequemer Sitzhaltung betätigbaren Hand-Bedienhebel 1, mit dem eine daran angelenkte Steuereingabestange 2 in den beiden angegebenen Pfeilrichtungen axial verschiebbar ist. Die in Fig. 1 gewählte Lage des Bedienhebels 1 zur Steuereingabestange 2 ist die Mittellage zwischen zwei vorgegebenen Endlagen desselben. Damit das Schwenken des Bedienhebels 1 in die beiden Endlagen unter Beibehaltung der bequemen Sitzhaltung eines Bedieners ohne weiteres möglich ist, werden kleine Maximal-Hebelauslenkungen angestrebt,d.h. ein kleiner Schwenkwinkel bis zur jeweiligen Endlage. Das bedingt eine Steuerempfindlichkeit, die mit zunehmender Auslenkung des Bedienhebels 1 aus seiner Mittellage progressiv ansteigt. Diese Forderung wird bei dem Steuergestänge durch eine gegenläufige Doppelschwinge zwischen der Steuereingabestange 2 und einer den Gestängeausgang bildenden Steuerstange 3 erfüllt. Dabei ist zum einen deren erste Schwinge 4 mit einem ihrem Drehpunkt 4.1 zugeordneten Steuereingabe-Hebelarm 4.2 zu einem 45°-Winkelhebel vereinigt, bei welchem einer- seits die Steuereingabestange 2 am freien Ende des He- belarmes 4.2 angelenkt ist und andererseits in der Ru- helage (Mittellage des Bedienhebels 1) die Schwinge 4 einen 45°-Winkel mit einer hieran angelenkten (6.1) , ihre Verbindung zur zweiten Schwinge 5 herstellenden Koppelstange 6 einschließt. Zum anderen ist die Steuerstange 3 an der zweiten Schwinge 5 im Anlenkpunkt 6.2 der Koppelstange 6 angelenkt. Es versteht sich, daß sämtliche Anlenkpunkte 2.1, 2.2, 4.1, 6.1,6.2 und die Drehpunkte 4.1, 5.1 der Schwingen 4 bzw. 5 durch herkömmliche Drehgelenke realisiert sein können.
Durch die vorbeschriebene Doppelschwinge wird erreicht, daß bei relativ kleinen Steuereingaben bzw. Winkelbewegungen des Bedienhebels 1 aus der Mittellage in beiden Richtungen der Abstand des Anlenkpunktes 6.2 (der Steuerstange 3 an der zweiten Schwinge 5 und Koppelstange 6) zum Drehpunkt 4.1 der ersten Schwinge 4 sich nur unwesentlich ändert. Dann ist also die Ubertragungscharakteristik des Steuergestänges praktisch linear, d.h. die Steuerempfindlichkeit, wie erwünscht, relativ gering. Bei größeren Winkelbewegungen des Bedienhebels 1 aus seiner Mittellage heraus, gemäß Fig. 2 beispielsweise nach rechts, zwingt dagegen die zweite Schwinge 5 den Anlenkpunkt 6.2 der Steuerstange 3 zu einer Kreisbewegung in Bezug auf deren Drehpunkt 5.1 mit der Folge einer progressiven Vergrößerung des Abstandes dieses Anlenkpunktes 6.2 vom Drehpunkt 4.1 der ersten Schwinge 4. Die Länge des durch diesen Abstand bestimmten, an der Steuerstange 3 wirksamen Hebelarms wird entsprechend progressiv vergrößert. Es versteht sich, daß hierbei erforderlichenfalls durch eine ent- sprechende Anordnung des Drehpunktes 5.1 der zweiten Schwinge 5 in Bezug auf den Anlenkpunkt 6.2 der Steuerstange 3 bzw. den Drehpunkt 4.1 der ersten Schwinge 4 und durch eine entsprechende Wahl des Längenverhältnisses Schwinge 5/Koppelstange 6 nicht nur ein nahezu symmetrisches Steuerverhalten in beiden Steuerrichtungen bezogen auf die Mittellage des Bedienhebels 1 erreichbar ist, sondern sich auch die Steuerungs-Progression zu den Endlagen hin beeinflussen läßt.
Zwecks platzsparender Anordnung sind im übrigen in der Mittellage des Bedienhebels 1, d.h. in dessen Ruhelage zum einen der Anlenkpunkt 2.2 der Steuereingabestange 2 am Hebelarm 4.2, die Anlenkpunkte 6.1, 6.2 der beiden Schwingen 4 bzw. 5 an der Koppelstange 6 und der Drehpunkt 4.1 des 450-Winkelhebels (Schwinge 4 mit Hebelarm 4.2) die Eckpunkte eines Quadrates. Zum anderen ist die zweite Schwinge 5 rechtwinklig zur Steuerstange 3 angeordnet.
Um bei der Betätigung der Steuereingabestange 2 durch den Bedienhebel 1 Übertragungsfehler (sog. Sinuseffekt) zwischen dem Hebelarm 4.2 und der Steuereingabestange 2 weitgehend auszuschließen, sind diese zueinander rechtwinklig angeordnet.
Schließlich ist zu bemerken, daß das Verhalten des Steuergestänges auch durch die Wahl der Längen der zweiten Schwinge 5 und Koppelstange 6 bestimmbar ist.
So bestimmt die Länge der zweiten Schwinge 5 die Größe der Steuerungs-Progression, welche unter Beibehaltung der Lage des Anlenkpunktes 6.2 mit zunehmender Schwingenlänge abnimmt. Die Länge der Koppelstange 6 bestimmt das Symmetrieverhalten (in beiden Steuerrichtungen in Bezug auf die Steuerungsmittellage, z.B. Mittellage des Bedienhebels), wobei unter Beibehaltung der Lage des Anlenkpunktes 6.2 mit zunehmender Koppelstangenlänge die Asymmetrie abnimmt.
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Claims

Steuergestänge Patentansprüche 1.Steuergestänge mit einer durch einen im Sitzen zu betätigenden Bedienhebel in wechselnder Richtung axial schiebbaren Steuereingabestange, dadurch g e -k e n n z e i c h n e t , daß zwischen die Steuereingabestange (2) und eine nachgeschaltete Steuerstange (3) eine gegenläufige Doppelschwinge geschaltet ist, deren erste Schwinge (4) mit einem ihrem Drehpunkt (4.1) zugeordneten Steuereingabe-Hebelarm (4.2)) zu einem Winkelhebel vereinigt ist, bei dem die Steuereingabestange (2) am freien Ende des Hebelarmes (4.2) angelenkt ist und die erste Schwinge (4) in der Ruhelage einen spitzen Winkel mit einer hieran angelenkten, ihre Verbindung zur zweiten Schwinge (5) herstellenden Koppelstange (6) einschließt, und an deren zweiter Schwinge (5) im Anlenkpunkt (6.2) der Koppelstange (6) die Steuerstange (3) angelenkt ist.
2. Steuergestänge nach Anspruch 1, dadurch g e -k e n n z e i c h n e t , daß in der Ruhelage der Anlenkpunkt (2.2) der Steuereingabestange (2) am Hebelarm, die Anlenkpunkte (6.1, 6.2) der beiden Schwingen (4, 5) an der Koppelstange (6) und der Drehpunkt (4.1) des Winkelhebels die Eckpunkte eines Quadrates sind.
3. Steuergestänge nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß in der Ruhelage die zweite Schwinge (5) rechtwinklig zur Steuerstange (3) angeordnet ist.
4. Steuergestänge nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß in der Ruhelage der Hebelarm (4.2) rechtwinklig zur Steuereingabestange (2) angeordnet ist.