DE3502613C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Steuergestänge gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Ein derartiges durch die GB-PS 2 82 920 bekanntes Steuergestänge ist auf den Anwendungsfall einer (Kfz-)Bremse beschränkt, wobei eine progressive Übertragung der Steuerbewegungen des Bedienhebels nicht möglich ist. Deshalb kommt eine Anwendung dieses Steuergestänges insbesondere für die mechanische Steuerung der Rotorblätter eines Drehflügelflugzeugs nicht in Betracht. Hierbei stellt sich nämlich für den Bediener (Pilo­ ten) seit jeder 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 Führerraum eines Drehflügelflugzeugs zumeist enge Grenzen gesetzt sind.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Steuergestänge der eingangs genannten Art mit wenigstens annähernd progressiver Steuerbewe­ gungs-Übertragungscharakteristik in beiden Bewegungsrichtungen des Bedienhebels zu schaffen.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Hiernach ist im Grunde zwischen die vom Bedienhebel betätigbare Steuer­ eingabestange und eine den Steuerausgang bildende Steuerstange ein Vier­ gelenk-Getriebe derart geschaltet, 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 Steuer­ eingabestange zugeordneten Winkelhebels führen.

Dies wird nachfolgend durch ein Ausführungsbeispiel der Er­ findung und ihrer (in den Unteransprüchen gekennzeich­ neten) bevorzugten Ausgestaltungen näher erläutert. Hierzu zeigt die Zeichnung in

Fig. 1 und 2 in der Seitenansicht ein handbetätigbares Steuergestänge ohne bzw. bei einer Steuer­ eingabe-Winkelbewegung eines Bedienhebels.

Das dargestellte Steuergestänge kann beispielsweise bei einem Drehflügelflugzeug zur Blatteinstellwinkelsteue­ rung über einen Stellhebel einem auf eine Taumelscheibe wirkenden hydraulischen Stellmotor o. dgl. zugeordnet sein. Die Steuereingabe erfolgt durch einen vom Bedie­ ner in bequemer Sitzhaltung betätigbaren Hand-Bedienhe­ bel 1, mit dem eine daran angelenkte Steuereingabestan­ ge 2 in den beiden angegebenen Pfeilrichtungen aixal verschiebbar ist. Die in Fig. 1 gewählte Lage des Be­ dienhebels 1 zur Steuereingabestange 2 ist die Mittel­ lage zwischen zwei vorgegebenen Endlagen desselben. Da­ mit das Schwenken des Bedienhebels 1 in die beiden End­ lagen 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 Aus­ lenkung des Bedienhebels 1 aus seiner Mittellage pro­ gressiv ansteigt. Diese Forderung wird bei dem Steuer­ gestänge durch eine gegenläufige Doppelschwinge zwi­ schen der Steuereingabestange 2 und einer den Gestänge­ ausgang 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 einerseits die Steuereingabestange 2 am freien Ende des Hebelarmes 4.2 angelenkt ist und andererseits in der Ruhelage (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 Steuer­ stange 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 her­ kömmliche Drehgelenke realisiert sein können.

Durch die vorbeschriebene Doppelschwinge wird erreicht, daß bei relativ kleinen Steuereingaben bzw. Winkelbewe­ gungen des Bedienhebels 1 aus der Mittellage in beiden Richtungen der Abstand des Anlenkpunktes 6.2 (der Steuerstange 3 an der zweiten Schwinge 5 und Koppel­ stange 6) zum Drehpunkt 4.1 der ersten Schwinge 4 sich nur unwesentlich ändert. Dann ist also die Übertra­ gungscharakteristik des Steuergestänges praktisch li­ near, d. h. die Steuerempfindlichkeit, wie erwünscht, relativ gering. Bei größeren Winkelbewegungen des Be­ dienhebels 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 Ab­ standes 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 Steuer­ stange 3 bzw. den Drehpunkt 4.1 der ersten Schwinge 4 und durch eine entsprechende Wahl des Längenverhältnis­ ses Schwinge 5/Koppelstange 6 nicht nur ein nahezu symmetrisches Steuerverhalten in beiden Steuerrichtun­ gen bezogen auf die Mittellage des Bedienhebels 1 er­ reichbar ist, sondern sich auch die Steuerungs-Progres­ sion 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 Dreh­ punkt 4.1 des 45°-Winkelhebels (Schwinge 4 mit Hebelarm 4.2) die Eckpunkte eines Quadrates. Zum anderen ist die zweite Schwinge 5 rechtwinklig zur Steuerstange 3 ange­ ordnet.

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 recht­ winklig 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 Schwin­ genlänge 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 Assymmetrie abnimmt.

Claims (4)

1. Steuergestänge mit einer durch einen im Sitzen zu betätigenden Bedienhebel in wechselnder Richtung axial schiebbaren Steuereingabestange und einer nachgeschal­ teten Steuerstange, wobei die Steuereingabestange am freien Ende eines Hebelarmes angelenkt ist, welcher in einem gemeinsamen Drehpunkt mit einem zweiten Hebelarm zu einem Winkelhebel vereinigt ist, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der zweite Hebelarm die erste Schwinge (4) einer zwischen die Steuereingabe­ stange (2) und Steuerstange (3) geschalteten gegenläu­ figen Doppelschwinge ist, deren Koppelstange (6) einen spitzen Winkel mit der ersten Schwinge (4) einschließt und an deren zweiter Schwinge (5) im Anlenkpunkt (6.2) der Koppelstange (6) die Steuerstange (3) angelenkt ist.

2. Steuergestänge nach Anspruch 1 in der Ausgangslage, dadurch gekennzeichnet, daß der Anlenkpunkt (2.2) der Steuerein­ gabestange (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 in der Ausgangslage, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Schwinge (5) rechtwinklig zur Steuerstange (3) angeordnet ist.

4. Steuergestänge nach Anspruch 1 oder 2 in der Ausgangslage, dadurch gekennzeichnet, daß der Hebelarm (4.2) rechtwinklig zur Steuereingabestange (2) angeordnet ist.