DE3901413C2

DE3901413C2 - Device for converting a rotary movement into a translational movement

Info

Publication number: DE3901413C2
Application number: DE3901413A
Authority: DE
Inventors: Klaus Baer
Original assignee: Diehl Stiftung and Co KG
Current assignee: Diehl Stiftung and Co KG
Priority date: 1989-01-19
Filing date: 1989-01-19
Publication date: 1999-04-22
Anticipated expiration: 2009-01-20
Also published as: DE3901413A1; IL93088A0; IL93088A

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Umwandlung einer Drehbewegung in eine Translationsbewegung.The invention relates to a device for converting a rotary movement into a translational movement.

Eine solche Einrichtung ist bspw. aus der US-A 35 68 957 bekannt. Diese Einrich tung weist eine Gewindespindel und ein entlang der Gewindespindel linear ver schiebbares und gegen Drehung gesichertes Mutterelement auf. Eine Drehung der Gewindespindel um ihre zentrale Längsachse ergibt eine lineare Verschiebung des Mutterelementes und damit eine Umwandlung einer Drehbewegung der Gewinde spindel in eine Translationsbewegung des Mutterelementes. Diese Einrichtung dient zur Steuerung einer Landeklappe an einem Flugzeugtragflügel. Dafür wird ein sehr großer Axialhub benötigt, so daß die Einrichtung eine große Längenaus dehnung aufweist.Such a device is known for example from US-A 35 68 957. This facility device has a threaded spindle and a linear ver along the threaded spindle sliding nut element secured against rotation. A rotation of the Threaded spindle around its central longitudinal axis results in a linear displacement of the Mother element and thus a conversion of a rotational movement of the thread spindle in a translational movement of the mother element. This facility is used to control a flap on an aircraft wing. For that a very large axial stroke is required, so that the device has a large length has stretch.

Die US 3 133 476 betrifft eine Einrichtung zur Erzeugung einer Drehbewegung. Es wird also am Getriebeausgang keine Translationsbewegung erzeugt.US 3 133 476 relates to a device for generating a rotary movement. It no translation movement is generated at the gearbox output.

Ausgehend von der US 3 568 957 liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die kompakt ausgebildet ist, d. h., die einen relativ kleinen Platzbedarf aufweist.Starting from US 3,568,957, the invention is based on the object To create device of the type mentioned, which is compact, d. i.e., which has a relatively small space requirement.

Diese Aufgabe wird entsprechend den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.This task is carried out according to the characterizing features of the claim 1 solved. Advantageous developments of the invention are set out in the subclaims remove.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden nachfolgend beschrieben. Es zeigt:Embodiments of the invention are shown in the drawing and are described below. It shows:

Fig. 1 einen halbseitigen Schnitt durch eine erste Ausführungsform der Einrichtung, Fig. 1 is a half-sided section through a first embodiment of the device,

Fig. 2 einen Schnitt entlang der Schnittlinie II-II in Fig. 1, Fig. 2 shows a section along section line II-II in Fig. 1,

Fig. 3 eine halbseitige Schnittdarstellung einer zweiten Ausführungsform der Einrichtung, Fig. 3 is a quarter sectional view of a second embodiment of the device,

Fig. 4 eine abschnittweise Darstellung der Einrichtung gem. Fig. 3 in Blickrichtung des Pfeiles IV, Fig. 4 is a sectional representation of the device acc. Fig. 3 in the direction of the arrow IV,

Fig. 5 eine der Fig. 3 entsprechende Schnittdarstellung einer dritten Ausführungsform der Einrichtung, und Fig. 5 a of Fig. 3 corresponding sectional view of a third embodiment of the device, and

Fig. 6 eine abschnittweise Darstellung der Einrichtung gem. Fig. 5 von oben, wobei auf die Darstellung des Eingreifelementes der Transformationseinrichtung verzichtet worden ist, um den Schrägverzahnungsabschnitt der Transformationseinrichtung zu verdeutlichen, und Fig. 6 shows a section of the device according to. Fig. 5 from the top, having been omitted on the presentation of the engaging element of the transformation device, in order to illustrate the helical tooth portion of the transformation means, and

Fig. 7 eine schematische Darstellung eines als Gleitbombe ausgebildeten Flugkörpers, bei dem eine Einrichtung zur Umwandlung einer Drehbewegung in eine Translationsbewegung verwendet wird. Fig. 7 is a schematic diagram wherein a device for converting a rotational motion is used in a translational movement of a formed as a glide bomb missile.

Fig. 1 zeigt eine Einrichtung 10 zur Umwandlung einer Drehbewegung in eine Translationsbewegung, die ein erstes Element 12, ein zweites Element 14 und ein drittes Element 16 aufweist. Aus dieser Figur ist der kompakte Aufbau der Einrichtung 10 ersichtlich. 10 Fig. 1 shows a device for converting a rotational movement into a translational movement, comprising a first element 12, a second member 14, and a third element 16. The compact structure of the device 10 can be seen from this figure.

Das erste Element 12 weist einen Zylinderabschnitt 18 auf, der zur Reduktion des Gewichtes der Einrichtung 10 mit einer zentralen Aussparung 20 ausgebildet ist. Der Zylinderabschnitt 18 ist mit Gewindelöchern 22 versehen, die - wie aus Fig. 2 ersichtlich ist - in Umfangsrichtung des Zylinderabschnittes 18 gleichmässig verteilt vorgesehen sind. Mit dem Zylinderabschnitt 18 ist ein Flansch 24 verbunden, der sich von einem Endabschnitt des Zylinderabschnittes 18 in radialer Richtung vom Zylinderabschnitt 18 wegerstreckt. Auf dem Zylinderabschnitt 18 ist das ein U-förmiges Querschnittsprofil aufweisende zweite Element 14 um die gemeinsame zentrale Drehachse 26 herum drehbar gelagert. Das zweite Element 14 weist zwei voneinander beabstandete ringförmige Deckelteile 28 und 30 und ein die beiden Deckelteile 28 und 30 miteinander verbindendes Umfangsteil 32 auf, die gemeinsam mit dem Zylinderabschnitt 18 einen ringförmigen Hohlraum 34 begrenzen. Mit der Bezugsziffer 36 sind zwei ringförmige Lager- bzw. Dichtungselemente bezeichnet, die in Ausnehmungen der Deckelteile 28 und 30 angeordnet sind, und die zur Lagerung des zweiten Elementes 14 auf dem Zylinderabschnitt 18 des ersten Elementes 12 und gleichzeitig zur Abdichtung des ringförmigen Gasexpansions- Hohlraumes 34 vorgesehen sind, dessen flankenförmiges Deckelteil 28 geteilt ist, um auch den zweiten Kolben montieren zu können.The first element 12 has a cylinder section 18 , which is designed to reduce the weight of the device 10 with a central recess 20 . The cylinder section 18 is provided with threaded holes 22 which, as can be seen from FIG. 2, are provided in a uniformly distributed manner in the circumferential direction of the cylinder section 18 . With the cylinder portion 18, a flange 24 is connected, which extends from an end portion of the cylinder portion 18 in the radial direction from the cylinder portion 18th The second element 14 , which has a U-shaped cross-sectional profile, is rotatably mounted on the cylinder section 18 about the common central axis of rotation 26 . The second element 14 has two spaced apart annular cover parts 28 and 30 and a peripheral part 32 connecting the two cover parts 28 and 30 , which together with the cylinder section 18 delimit an annular cavity 34 . The reference number 36 designates two annular bearing or sealing elements, which are arranged in recesses in the cover parts 28 and 30 , and which are used to mount the second element 14 on the cylinder section 18 of the first element 12 and at the same time to seal the annular gas expansion cavity 34 are provided, the flank-shaped cover part 28 is divided in order to be able to mount the second piston.

Um das zweite Element 14 gegen ungewollte axiale Bewegungen in Richtung der zentralen Drehachse 26 zu verhindern, liegt am zweiten Element 14 an seinem Deckelteil 30 ein Abschlusselement 38 an, das mittels in die Gewindelöcher 22 eingeschraubten Schraubelementen 40 am ersten Element 12 festgelegt ist.In order to prevent the second element 14 against unwanted axial movements in the direction of the central axis of rotation 26 , a closing element 38 bears against the second element 14 on its cover part 30 , which is fixed to the first element 12 by means of screw elements 40 screwed into the threaded holes 22 .

Das Umfangsteil 32 des zweiten Elementes 14 weist einen Aussengewindeabschnitt 42 auf, der einen Teil einer Transformationseinrichtung 44 bildet. Dem Aussengewindeabschnitt 42 des zweiten Elementes 14 entspricht ein Innengewindeabschnitt 46 des dritten Elementes 16, das ringförmig mit einer Stufenfläche 48 ausgebildet ist. Das dritte Element 16 weist in Umfangsrichtung gleichmässig verteilte Durchgangslöcher 50 auf (sh. auch Fig. 2), in die sich Stifte 52 hineinerstrecken, die am Flansch 24 des ersten Elementes 12 befestigt sind. Die Stifte 52 sind zur zentralen Drehachse 26 parallel ausgerichtet und dienen dazu, das dritte Element 16 an einer Drehung um die zentrale Drehachse 26 der Einrichtung 10 zu hindern. Führt das zweite Element 14 in Bezug auf das erste Element 12 um die gemeinsame zentrale Drehachse 26 der Einrichtung 10 eine Drehung aus, so ergibt sich durch den Aussengewindeabschnitt 42 und den Innengewindeabschnitt 46 der Transformationseinrichtung 44 eine Schraubbewegung des dritten Elementes 16 in Richtung der Stifte 52 bzw. der Durchgangslöcher 50, d. h. eine Translationsbewegung des dritten Elementes 16 in Richtung der zentralen Drehachse 26. Ein an der Stufenfläche 48 anliegendes (nicht gezeichnetes) Element kann dabei eine gewünschte Bewegung ausführen.The peripheral part 32 of the second element 14 has an external thread section 42 which forms part of a transformation device 44 . The externally threaded section 42 of the second element 14 corresponds to an internally threaded section 46 of the third element 16 , which is ring-shaped with a step surface 48 . The third element 16 has through holes 50 distributed uniformly in the circumferential direction (see also FIG. 2), into which pins 52 extend, which are fastened to the flange 24 of the first element 12 . The pins 52 are aligned parallel to the central axis of rotation 26 and serve to prevent the third element 16 from rotating about the central axis of rotation 26 of the device 10 . If the second element 14 rotates with respect to the first element 12 about the common central axis of rotation 26 of the device 10 , the external thread section 42 and the internal thread section 46 of the transformation device 44 result in a screwing movement of the third element 16 in the direction of the pins 52 or the through holes 50 , ie a translational movement of the third element 16 in the direction of the central axis of rotation 26. An element (not shown) which bears against the step surface 48 can execute a desired movement.

Aus Fig. 2 ist ersichtlich, dass das erste Element 12 bzw. dessen Zylinderabschnitt 18 einen ersten Ansatz 54 aufweist, der vom Zylinderabschnitt 18 in radialer Richtung wegsteht. Das Umfangsteil 32 des zweiten Elementes 14 ist mit einem zweiten Ansatz 56 ausgebildet, der sich vom Umfangsteil 32 radial nach innen erstreckt. Die Ansätze 54 und 56 unterteilen den ringförmigen Hohlraum 34 in einen ersten Hohlraumabschnitt 58 und einen zweiten Hohlraumabschnitt 60. From Fig. 2 it can be seen that the first element 12 or its cylinder portion 18 has a first projection 54, which projects from the cylinder portion 18 in the radial direction. The peripheral part 32 of the second element 14 is formed with a second extension 56 which extends radially inward from the peripheral part 32 . The lugs 54 and 56 divide the annular cavity 34 into a first cavity section 58 and a second cavity section 60.

Der erste Hohlraumabschnitt 58 dient bspw. als aktiver Ausdehnungsraum, der zweite Hohlraumabschnitt dient in diesem Fall dazu, dass das zweite Element 14 eine Drehbewegung um die gemeinsame zentrale Drehachse 26 ausführen kann. Zur Ausführung der Drehbewegung des zweiten Elementes 14 in Bezug auf das erste Element 12 kann im ersten Hohlraumabschnitt 58 ein (nicht gezeichnetes) pyrotechnisches Kraftelement angeordnet sein. Bei einer Aktivierung dieses Kraftelementes entsteht im Hohlraumabschnitt 58 ein Druck, durch den der zweite Ansatz 56 vom ersten Ansatz 54 wegbewegt wird. Zur Abdichtung der Ansätze 54 und 56 können diese mit Labyrinthdichtungen 62 ausgebildet sein.The first cavity section 58 serves, for example, as an active expansion space, the second cavity section in this case serves to enable the second element 14 to perform a rotary movement about the common central axis of rotation 26 . A pyrotechnic force element (not shown) can be arranged in the first cavity section 58 in order to carry out the rotational movement of the second element 14 with respect to the first element 12 . When this force element is activated, a pressure is created in the cavity section 58 , by means of which the second attachment 56 is moved away from the first attachment 54 . To seal the lugs 54 and 56 , these can be formed with labyrinth seals 62 .

Fig. 3 zeigt einen halbseitigen Längsschnitt durch eine zweite Ausführungsform der Einrichtung 10 zur Umwandlung einer Drehbewegung in eine Translationsbewegung. Die Einrichtung 10 weist ein erstes Element 12, ein zweites Element 14 und ein drittes Element 16 auf, wobei das zweite Element 14 in Bezug auf das erste Element 12 um die gemeinsame zentrale Drehachse 26 drehbar gelagert ist. Das erste Element 12 und das am ersten Element 12 drehbar gelagerte zweite Element 14 sind gleich ausgebildet wie bei der in Fig. 1 gezeichneten Ausbildung der Einrichtung 10, so dass es sich erübrigt, alle Einzelheiten dieser Elemente 12 und 14 noch einmal detailliert zu beschreiben. Wie auch aus Fig. 4 ersichtlich ist, weist die Transformationseinrichtung 44 zwischen dem zweiten Element 14 und dem dritten Element 16 ein Kurvenscheibenelement 64 und ein am Kurvenscheibenelement 64 anliegendes Anlageorgan 66 auf. Das Anlageorgan 66 ist als Stift ausgebildet, der vom Umfangsteil 32 des zweiten Elementes 14 radial wegsteht. Das Kurvenscheibenelement 64 ist mit einer Ausnehmung 68 (sh. Fig. 4) ausgebildet, durch die sich das Anlageorgan 66 hindurcherstreckt. Das Kurvenscheibenelement 64 ist entlang Führungsorganen 70 linear geführt, die voneinander beabstandet und zueinander parallel ausgerichtet vorgesehen und an Montageansätzen 72 und 74 befestigt sind. Die Montageansätze 72 sind mit dem Flansch 24 des ersten Elementes 12 einstückig verbunden, und die Montageansätze 74 stehen vom Anschlusselement 38 radial weg. Das Kurvenscheibenelement 64 ist an zwei einander gegenüberliegenden Schmalseiten mit Längsschlitzen 76 ausgebildet, in welche die zugehörigen Führungsorgane 70 hineinstehen. Eine Drehung des zweiten Elementes 14 um die zentrale Drehachse 26 in Richtung des Pfeiles 78 ergibt somit eine Translationsbewegung des Kurvenscheibenelementes 64 in Richtung des Pfeiles 80, wobei das Kurvenscheibenelement 64 die Funktion des dritten Elementes 14 der Einrichtung 10 übernimmt. Fig. 3 shows a unilateral longitudinal section through a second embodiment of the device 10 for converting a rotational movement into a translational movement. The device 10 has a first element 12 , a second element 14 and a third element 16 , the second element 14 being rotatably mounted about the common central axis of rotation 26 with respect to the first element 12 . The first element 12 and the second element 14 rotatably mounted on the first element 12 are of the same design as in the embodiment of the device 10 shown in FIG. 1, so that it is not necessary to describe all details of these elements 12 and 14 again in detail. As is also apparent from Fig. 4, the transformation means 44 between the second element 14 and the third member 16 on a cam member 64, and a signal applied to the cam member 64 system actuator 66. The contact element 66 is designed as a pin which projects radially from the peripheral part 32 of the second element 14 . The cam element 64 is formed with a recess 68 (see FIG. 4) through which the contact element 66 extends. The cam element 64 is linearly guided along guide members 70 which are spaced apart from one another and aligned parallel to one another and are fastened to mounting lugs 72 and 74 . The mounting lugs 72 are integrally connected to the flange 24 of the first element 12 , and the mounting lugs 74 project radially away from the connecting element 38 . The cam element 64 is formed on two opposite narrow sides with longitudinal slots 76 , into which the associated guide members 70 protrude. Rotation of the second element 14 about the central axis of rotation 26 in the direction of arrow 78 thus results in a translational movement of the cam element 64 in the direction of arrow 80 , the cam element 64 taking over the function of the third element 14 of the device 10 .

In den Fig. 5 und 6 ist eine dritte Ausführungsform der Einrichtung 10 dargestellt, die sich von der in den Fig. 1 und 2 gezeichneten Ausbildung der Einrichtung 10 insbes. dadurch unterscheidet, dass die Transformationseinrichtung 44 zur Umwandlung einer Drehbewegung des zweiten Elementes 14 in eine Translationsbewegung des dritten Elementes 16 am Umfangsteil 32 des zweiten Elementes 14 und am dritten Element 16 je einen Schrägverzahnungsabschnitt 80 bzw. 82 aufweist. Die Schrägverzahnungsabschnitt 80 und 82 sind gegen die zentrale Drehachse 26 unter einem solchen Winkel geneigt, dass eine Selbsthemmung zwischen dem zweiten Element 14 und dem dritten Element 16 vermieden wird. Eine Drehung des zweiten Elementes 14 in Richtung des Pfeiles 84 ergibt somit eine Translationsbewegung des dritten Elementes 16 entlang der am ersten Element 12 vorgesehenen, der linearen Führung dienenden Stifte 52 in Richtung des Pfeiles 86. In FIGS. 5 and 6, a third embodiment of the device 10 is shown, which differs from the drawn in Figs. 1 and 2, formation of the device 10 esp., That the transformation means 44 for transforming a rotational movement of the second member 14 in a translational movement of the third element 16 on the peripheral part 32 of the second element 14 and on the third element 16 each has a helical toothing section 80 or 82 . The helical toothed sections 80 and 82 are inclined at an angle to the central axis of rotation 26 such that self-locking between the second element 14 and the third element 16 is avoided. Rotation of the second element 14 in the direction of arrow 84 thus results in a translational movement of the third element 16 along the pins 52 provided on the first element 12 and serving for linear guidance in the direction of arrow 86.

Fig. 7 zeigt in einer teilweise aufgeschnittenen Seitenansicht einen Flugkörper 88, bei dem es sich bspw. um eine aus einem Behälter ausstossbare Gleitbombe handelt. Der Flugkörper 88 weist an seinem Heck 90 feststehende Ruderelemente 92 und bewegliche, d. h. ausklappbare Ruderelemente 94 auf. Die ausklappbaren Ruderelemente 94 sind um Achsen 96 relativ zu den zugehörigen feststehenden Ruderelementen 92 verschwenkbar. Zu diesem Zweck ist die Einrichtung 10 vorgesehen, die mit einer Stufenfläche 48 (sh. auch Fig. 1) ausgebildet ist. Die beweglichen, ausklappbaren Ruderelemente 94 liegen mit einem zur Achse 96 benachbarten Endabschnitt an der Stufenfläche 48 an, so dass eine Translationsbewegung des die Stufenfläche 48 aufweisenden dritten Elementes 16 in Richtung der zentralen Achse 98 des Flugkörpers 88, die mit der zentralen Drehachse 26 der Einrichtung 10 fluchtet, eine Verschwenkung der ausklappbaren Ruderelemente 94 bewerkstelligt. Die Translationsbewegung der dritten Einrichtung 16 wird durch eine Drehbewegung des zweiten Elementes 14 relativ zum ersten Element 12 der Einrichtung 10 (sh. die Fig. 1 bis 6) ausgelöst. Fig. 7 is a partially cutaway side view of a missile 88, which is located for example. Is an ejectable from a container glide bomb. The missile 88 has fixed rudder elements 92 at its stern 90 and movable, ie fold-out rudder elements 94 . The fold-out rudder elements 94 can be pivoted about axes 96 relative to the associated fixed rudder elements 92 . For this purpose, the device 10 is provided, which is formed with a step surface 48 (see also FIG. 1). The movable, fold-out rudder elements 94 abut the step surface 48 with an end section adjacent to the axis 96 , so that a translational movement of the third element 16 having the step surface 48 in the direction of the central axis 98 of the missile 88 is in line with the central axis of rotation 26 of the device 10 is aligned, pivoting of the fold-out rudder elements 94 is accomplished. The translational movement of the third device 16 is triggered by a rotary movement of the second element 14 relative to the first element 12 of the device 10 (see FIGS. 1 to 6).

Claims

1. A device for converting a rotary movement into a translational movement, in which a second drivable element ( 14 ) is arranged coaxially with a first element ( 12 ) and is rotatable relative to the latter, and a third element ( 16 ) due to a transformation device ( 44 ) executes a lifting movement between the second and the third element ( 12 , 16 ) and non-rotatably by means of guide elements ( 52 ), characterized in that
that the device is disc-shaped and the elements ( 12 , 14 , 16 ) are arranged coaxially to one another in a radial plane,
the first element ( 12 ) on the circumference, the second element ( 14 ) only rotatably and
for receiving a drive device for the second element ( 14 ) an annular cavity portion ( 58 ) between the first and the second element ( 12 , 14 ) is provided.

2. Device according to claim 1, characterized in that the first element ( 12 ) has a cylinder section ( 18 ), that the second element ( 14 ) is annular and is rotatably mounted on the cylinder section ( 18 ) of the first element ( 12 ), wherein an annular cavity ( 34 ) is defined between the first and the second element ( 12 , 14 ), and in that the first element ( 12 ) has a first extension ( 54 ) provided in the cavity ( 34 ) facing the second element ( 14 ) and the second element ( 14 ) has a second extension ( 56 ), which faces the first element ( 12 ) and is provided in the cavity ( 34 ), the drive device being in the position defined by the two extensions ( 54 , 56 ) and the first and second elements ( 12 , 14 ) defined section ( 58 ) of the annular cavity ( 34 ) is provided.

3. Device according to claim 1, characterized in that the transformation device ( 44 ) one on the second element ( 14 ) provided by 90 ° to the plane of rotation of the second element ( 14 ) offset external thread section ( 42 ) and on the third element ( 16 ) provided internal thread section ( 46 ) which can be screwed together in the direction of the common axis of rotation ( 26 ).

4. Device according to claim 1, characterized in that the transformation device ( 44 ) has a cam element ( 64 ) and on the cam element ( 64 ) abutting contact member ( 66 ).

5. Device according to claim 1, characterized in that the transformation device ( 44 ) has a helical toothing section ( 80 ) and an engaging element ( 82 ) engaging in the helical toothing section ( 80 ).

6. Device according to claim 1, characterized in that the guide device ( 50 , 52 ; 70 , 76 ) is at least approximately parallel to the central axis of rotation ( 26 ) of the device ( 10 ).

7. Device according to claim 1, characterized, that the drive device at least one pyrotechnic force element.

8. Device according to claim 1, characterized, that the drive device at least one spring element having.

9. Use of a device according to one of the preceding claims for opening at least one wing element ( 94 ) of a missile ( 88 ).