DE3901841C2

DE3901841C2 - Device for generating at least one measured variable which depends on the deflection of a head part of a body which can be deflected from a rest position against the action of a restoring force

Info

Publication number: DE3901841C2
Application number: DE19893901841
Authority: DE
Inventors: Siegfried Drabant
Original assignee: AEG Sensorsysteme GmbH
Current assignee: ASG Luftfahrttechnik und Sensorik GmbH
Priority date: 1989-01-23
Filing date: 1989-01-23
Publication date: 1997-03-20
Anticipated expiration: 2009-01-24
Also published as: DE3901841A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Erzeugung mindestens einer Meßgröße, die von der Auslenkung eines gegen die Wirkung einer Rückstellkraft aus einer Ruhelage auslenkbaren Kopfteils eines Körpers abhängt, mit dem wenigstens drei in gleichem Abstand von einer Längsachse eines Basisteils des Körpers angeordnete und an diesem befestigte Federelemente verbunden sind, wobei wenigstens zwei Lagegeber, die jeweils zwei relativ zueinander bewegliche Geberelemente aufweisen, quer zur Längsachse des Bauteils des Körpers in zueinander senkrechten Richtungen angeordnet sind.The invention relates to a device for generating at least one measured variable, that of the deflection of one against the action of a restoring force from a rest position deflectable head part of a body depends, with the at least three at the same distance from a longitudinal axis of a base part of the body and attached to this spring elements are connected, wherein at least two position sensors, each two relative to each other have movable transmitter elements, transverse to the longitudinal axis of the component of the body are arranged in mutually perpendicular directions.

Eine Vorrichtung der vorstehend beschriebenen Art ist bekannt (JP 61-215 911 A1). Das Basisteil ist bei dieser Vorrichtung hohlzylindrisch ausgebildet. Das Kopfteil besteht aus einem quaderförmigen Schaft mit einem Knopf an der Spitze. Die Federelemente der Vorrichtung sind Spiralfedern, die zwischen der zylindrischen Innenwand des Basisteils und dem quaderförmigen Schaft angeordnet sind.A device of the type described above is known (JP 61-215 911 A1). The Base part is hollow cylindrical in this device. The headboard consists of a cuboid shaft with a button on the tip. The spring elements of the device are spiral springs between the cylindrical inner wall of the base part and the cuboid Shaft are arranged.

Bekannt sind Leisten aus Kupfer-Beryllium, die in gleichmäßigen Abständen vorspringende federnde Haken aufweisen, in denen Stifte von elektrischen Schaltungen gehalten werden. Die Leisten stellen elektrisch leitende Verbindungen zwischen den Stiften her (US 39 02 778).Bars made of copper beryllium are known, which protrude at regular intervals Have resilient hooks in which pins are held by electrical circuits. The strips produce electrically conductive connections between the pins (US 39 02 778).

Schließlich ist ein Steuersignalgeber zur Erzeugung eines Paares von Steuersignalen mittels eines in zwei Richtungen auslenkbaren Steuerhebels bekannt. Am Steuerhebel ist um dessen Schwenklagerung herum ein Teller angebracht. Näherungssensoren, die Spulen mit ortsfesten Topfkernen aufweisen, sitzen in einem Grundteil und sprechen auf die Bewegung des Tellers um den Schwenkpunkt des Steuerhebels an (EP 0 175 071 A1).Finally, a control signal generator is used to generate a pair of control signals a control lever deflectable in two directions. The control lever is around it A plate attached to the swivel. Proximity sensors, the coils with fixed Have pot cores, sit in a base and speak to the movement of the plate around the pivot point of the control lever (EP 0 175 071 A1).

Fluggeräte werden beispielsweise mit Hilfe von manuell schwenkbaren Knüppeln betätigt, die mit den Betätigungsglieder für die verschiedenen Lenk- oder Seiteneinrichtungen verbunden sind. In Abhängigkeit von der Winkellage des jeweils in einem Umkreis von 360° um einen festen Punkt schwenkbaren Knüppels werden die Lenk- oder Leiteinrichtungen in verschiedene Positionen gebracht. Im einfachsten Falle besteht eine Verbindung aus Stangen und Gelenken zwischen dem Knüppel und den Lenk- bzw. Leiteinrichtungen. Die Rückstellkraft für die Ruhelage des Knüppels kann durch Federn erzeugt werden. Federn haben eine Hysterese, die im Laufe der Zeit bei häufiger Dehnung oder Stauchung zunehmen kann. Hysterese wirkt sich wegen bleibender Abweichung des Knüppels von einer definierten Ausgangs- bzw. Ruhelage ungünstig auf das Steuerungsverhalten des Fluggerätes aus.Aircraft are operated, for example, with the help of manually swiveling sticks the actuators for the various steering or side devices connected are. Depending on the angular position of each within a radius of 360 ° Fixed point swivel stick, the steering or guidance devices in different Positions brought. In the simplest case, there is a connection between rods and joints between the stick and the steering or guidance devices. The restoring force for the The stick's rest position can be generated by springs. Springs have a hysteresis that may increase over time with frequent stretching or compression. Hysteresis affects due to permanent deviation of the stick from a defined starting or resting position unfavorably on the control behavior of the aircraft.

Bei einer mechanischen Koppelung zwischen Knüppel und Lenkeinrichtung für das Fluggerät sind am Knüppel auch Kräfte wirksam, die von den Lenk- bzw. Zeiteinrichtungen ausgehen. Die Kräfte sind für den Bediener des Knüppels ein typisches Merkmal einer bestimmten Fluglage und Beanspruchung des Fluggerätes. Es ist daher günstig, wenn die Bedienerperson auch bei nicht mechanischer Koppelung zwischen Knüppel und Lenk- bzw. Leiteinrichtungen beim Betätigen des Knüppels Gegenkräfte überwinden muß, die mit zunehmender Auslenkung des Knüppels ansteigen.With a mechanical coupling between the stick and the steering device for the aircraft Forces on the stick are also effective which originate from the steering or time devices. For the stick operator, the forces are a typical characteristic of a certain one Flight attitude and stress of the aircraft. It is therefore convenient if the operator even if there is no mechanical coupling between the stick and the steering or control devices when operating the stick must overcome opposing forces, with increasing deflection of the stick rise.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu entwickeln, mit der bei möglichst einfachem Aufbau eine Meßgröße erzeugt wird, die von der Auslenkung eines gegen die Wirkung einer Rückstellkraft aus der Ruhelage in einem Umkreis von nahezu 360° rückwirkungsfrei nach der Seite schwenkbaren Körpers abhängt.The invention has for its object to develop a device with which possible simple structure a measured variable is generated by the deflection of one against the Effect of a restoring force from the rest position within a radius of almost 360 ° without reaction depends on the side of the swiveling body.

Die Aufgabe wird bei einer Vorrichtung der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Basisteil und das Kopfteil jeweils topfförmig sind, daß als Federelemente Kupfer-Beryllium-Federstäbe mit ihren einen Enden innerseitig am Boden des Basisteils und mit ihren anderen Enden innenseitig am Boden des Kopfteils befestigt sind, das im Abstand vom Basisteil angeordnet ist, und daß jeweils eines der Geberelemente der Lagegeber mit dem Basisteil und das andere mit dem Kopfteil verbunden ist. Bei dieser Vorrichtung kehrt das Kopfteil nach einer seitlichen Auslenkung des Körpers weitgehend rückwirkungsfrei in seine Ruhelage zurück. Die Auslenkung des Kopfteils ist eine Funktion der zu überwindenden Federkraft, daher ist die Lageabweichung des Kopfteiles aus der Ruhelage ein Maß für die Federkraft. Die beiden lagegeber liefern zwei Lageabweichungen für zwei zueinander senkrechte Richtungen. Falls erforderlich, kann die Lageabweichung aus der vektoriellen Summe der beiden Lageabweichungen gebildet werden.The object is achieved in a device of the type described in the introduction solved in that the base part and the head part are each pot-shaped, that as spring elements Copper beryllium spring rods with their one ends on the inside at the bottom of the base part and with their other ends on the inside at the bottom of the head part are attached, which is arranged at a distance from the base part, and that in each case one of the transmitter elements the position encoder is connected to the base part and the other to the head part. At this device largely sweeps the headboard after a lateral deflection of the body back to its rest position without retroactive effect. The deflection of the head part is one Function of the spring force to be overcome, therefore the positional deviation of the head part is over the rest position is a measure of the spring force. The two position encoders provide two position deviations for two directions perpendicular to each other. If necessary, the positional deviation can be formed from the vectorial sum of the two positional deviations.

Die Vorrichtung arbeitet auch bei häufiger Auslenkung des Kopfteiles über eine sehr lange Zeit hysteresefrei und kann daher für genaue Messungen benutzt werden.The device works over a very long period even with frequent deflection of the head part Time hysteresis free and can therefore be used for accurate measurements.

Die zu überwindenden Federkräfte steigen bei relativ geringen Auslenkungen bereits stark an. Die Vorrichtung kann deshalb vorteilhafterweise mit dem Kopfteil und dem Basisteil im Zuge eines Hebelarms angeordnet werden, dessen Drehmoment bestimmt werden kann. Die erfin dungsgemäße Vorrichtung vermeidet die auf Reibung beruhende Hysterese. Es werden durch die Lagerung des Kopfteils Zapfen- und Kugellager eingespart und durch die Halterung an den Federelementen ersetzt, die sowohl Halte- als auch Rückstellkräfte erzeugt. The spring forces to be overcome already increase sharply with relatively small deflections. The device can therefore advantageously with the head part and the base part in the train a lever arm can be arranged, the torque can be determined. The invent Device according to the invention avoids the hysteresis based on friction. It will be through the storage of the head part pin and ball bearings saved and by the bracket replaced the spring elements, which generates both holding and restoring forces.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind vier Kupfer-Beryllium-Federstäbe an den Ecken eines Quadrates symmetrisch zur Längsachse des Basisteils angeordnet. Es hat sich gezeigt, daß mit vier Federstäben Federkennlinien erreichbar sind, die für die Auslenkung im Umkreis von 360° gleichmäßig verlaufen.In a preferred embodiment, four copper-beryllium spring bars are at the corners of a square arranged symmetrically to the longitudinal axis of the base part. It has shown, that with four spring bars spring characteristics are attainable, which are even for the deflection within a radius of 360 ° run.

Es ist auch günstig, wenn mindestens vier Lagegeber jeweils paarweise in der gleichen Richtung vorgesehen sind, wobei die beiden Lagegeber eines Paares im gleichen Abstand von der Längsachse des Basisteiles beiderseits der Längs achse angeordnet sind. Die Zuverlässigkeit der Messung wird bei dieser Aus führungsform erhöht.It is also advantageous if at least four position sensors are paired with each other same direction are provided, the two position sensors of a pair in equal distance from the longitudinal axis of the base part on both sides of the longitudinal axis are arranged. The reliability of the measurement is made with this leadership increased.

Bei einer zweckmäßigen Ausführungsform weisen die Lagegeber jeweils eine Spule, die am Basisteil oder an dem Kopfteil befestigt ist, und einen in der Spule verschiebbar gelagerten Kern auf, der mit einem Stahldraht verbunden ist, der am Kopfteil oder Basisteil befestigt ist. Die Induktivität der Spule hängt von der Lage des Kernes in Achsrichtung ab. Durch die Relativbewegung zwischen Basisteil und Kopfteil wird der Kern verschoben, die Induktivität hängt daher vom relativem Abstand zwischen Kopfteil und Basisteil ab. Daher ist die Induktivität ein Maß für die bei der jeweiligen Auslenkung des Kopfteiles vorhandenen Federkraft. Besonders günstig ist es, wenn bei jedem Paar von Lagegebern ein Lagegeber mit der Spule am Kopfteil befestigt ist. Die Induktivitäten beider Lagegeber werden gemessen. Aus der Summe wird der Mittelwert gebildet, wodurch Nichtlinearitäten ausgeglichen werden.In an expedient embodiment, the position sensors each have one Coil, which is attached to the base part or to the head part, and one in the Coil slidably mounted core, which is connected with a steel wire which is attached to the head part or base part. The inductance of the coil depends on the position of the core in the axial direction. Through the relative movement The core, the inductance, is moved between the base part and the head part therefore depends on the relative distance between the head part and the base part. Therefore is the inductance a measure of the at the respective deflection of the Existing spring force. It is particularly cheap if everyone Pair of position sensors A position sensor with the coil attached to the headboard. The inductances of both position sensors are measured. The sum becomes the Averaged, which compensates for non-linearities.

Vorzugsweise sind das Basis- und Kopfteil jeweils topfförmig ausgebildet, wobei der Rand der Seitenwand des Kopfteiles den Rand der Seitenwand des Basisteiles im Abstand ein Stück überlappt. Die Federstäbe und die Sensoren sind hierbei geschützt im Inneren des dosenförmigen Kopfteiles angeordnet, zwischen dem Rand des Kopfteils und dem Rand der Seitenwand des Basisteiles ist zweckmäßigerweise eine flexible Dichtung angeordnet. Damit wird das Eindringen von Schmutz bzw. Staub in das Innere des dosenförmigen Körpers verhindert, so daß die Lagegeber in ihrer Funktion nicht beeinträchtigt werden.The base part and head part are preferably each pot-shaped, wherein the edge of the side wall of the head part the edge of the side wall of the Base part overlaps a bit at a distance. The spring bars and the sensors are protected in the interior of the can-shaped head part, between the edge of the head part and the edge of the side wall of the base part a flexible seal is expediently arranged. So that will be Penetration of dirt or dust into the interior of the can-shaped body prevented so that the position encoder is not impaired in its function will.

Bei einer anderen bevorzugten Ausführungsform sind die Stahldrähte an ihren, dem Kern abgewandten Enden mit Gewindebolzen verbunden, die selbsthemmende Gewinde haben, die in Gewindebohrungen des Kopfteiles oder Basisteiles einschaltbar sind. Damit ist eine Justierungsmöglichkeit ohne Kontermuttern gegeben. In another preferred embodiment, the steel wires are on their Ends facing away from the core are connected with threaded bolts, the self-locking Have threads in the threaded holes in the head part or base part can be switched on. This is an adjustment option without lock nuts given.

Der dosenförmige Körper ist vorzugsweise im Schaft des Knüppels eines Fluggerätes angeordnet, wobei der Knüppel in seiner Winkelposition durch Servoantriebe angestellt wird, die Stellglieder mindestens eines Regelkreises sind, in dem die Lagegeber die Führungsgrößen erzeugen.The can-shaped body is preferably one in the shaft of the stick Aircraft arranged, with the stick in its angular position Servo drives is set, the actuators of at least one control loop in which the position encoders generate the command variables.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand eines in einer Zeichnung darge stellten Ausführungsbeispiels näher beschrieben, aus denen sich weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile ergeben. Es zeigt:The invention is illustrated below with reference to one in a drawing presented embodiment described in more detail, from which there are further Details, features and advantages emerge. It shows:

Fig. 1 eine Vorrichtung zur Erzeugung einer von der Auslenkung eines Körpers abhängigen Meßgröße in Seitenansicht, Fig. 1 shows a device for generating a deflection dependent on the measured quantity of a body in side view,

Fig. 2 die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung im Längsschnitt, Fig. 2 shows the device shown in Fig. 1 in longitudinal section,

Fig. 3 einen Querschnitt längs der Linien I-I der in Fig. 2 dargestellten Vorrichtung. Fig. 3 shows a cross section along the lines II of the device shown in Fig. 2.

Ein dosenförmiger Körper 1 enthält ein topfförmiges Basisteil 2 und ein topfförmiges Kopfteil 3. Von der Mitte des Bodens 4 des topfförmigen Basisteiles 2 ragt eine Hochwelle 5 nach außen. Von der Mitte des Bodens des Kopfteiles 3 ragt eine Welle 7 nach außen. Das Kopfteil 3 ist gegenüber dem Basisteil 2 in einem Umkreis von 360° nach allen Seiten schwenkbar an geordnet. Durch die Mitte des im wesentlichen rotationssymmetrischen Basisteils 2 verläuft eine Längsachse 8, längs der auch die nicht näher bezeichnete Längsachse des im wesentlichen rotationssymmetrischen Kopfteils 3 verläuft, wenn dieses in seiner Ruhelage nicht gegen das Basisteil 2 geschwenkt ist. Das Kopfteil 3 ist nur gegen eine Federkraft aus seiner Ruhelage auslenkbar.A can-shaped body 1 contains a cup-shaped base part 2 and a cup-shaped head part 3 . A high wave 5 projects outwards from the center of the bottom 4 of the pot-shaped base part 2 . A shaft 7 projects outwards from the center of the bottom of the head part 3 . The head part 3 is arranged in relation to the base part 2 in a radius of 360 ° to all sides. A longitudinal axis 8 runs through the center of the essentially rotationally symmetrical base part 2 , along which the longitudinal axis of the essentially rotationally symmetrical head part 3 also runs, if this is not pivoted against the base part 2 in its rest position. The head part 3 can only be deflected from its rest position against a spring force.

Am Boden 4 des Basisteils 2 sind symmetrisch zur Längsachse 8 an den Ecken eines Quadrates vier Kupfer-Beryllium-Federstäbe 9, 10, 11, 12 mit ihren einen Enden befestigt. Die anderen Enden der Federstäbe 9-12 sind mit dem Boden 6 des Kopfteils 3 verbunden. Die Federstäbe 9-12 tragen jeweils nahe an ihren Enden Bunde 13, die in nicht näher bezeichnete Bohrungen in den Böden 4, 6 eingesetzt und durch Schraubverbindungen befestigt sind. Die Federstäbe 9-12 legen den Abstand zwischen den Innenseiten der Böden 4, 6 fest. Die Federstäbe bestehen aus dem Werkstoff Nr. 2 124 755. Die zylindrischen Seitenwände 14, 15 des Basisteils 2 und des Kopfteils 3 sind mit ihren stirnseitigen Rändern 16, 17 in geringem Abstand voneinander angeordnet. Am stirnseitigem Rand 16 des Basisteils 2 ist eine radial nach innen versetzte Stufe 18 vorgesehen, die sich zum Teil mit der Randzone der Seitenwand 15 überlappt. In eine nicht näher bezeichnete Nut an der Stirnseite der Seitenwand 15 ist eine flexible Dichtung 19 eingesetzt, die den Abstand zwischen den Rändern 16, 17 ausfüllt. Das Innere des dosenförmigen Körpers 1 ist hierdurch gegen Schmutz und Staubeinwirkung geschützt. Über die Hohlwelle 5 kann kein Staub oder Schmutz eindringen, weil diese mit einem anderen Teil, das nicht dargestellt ist, verbunden und abgedichtet werden kann. Das gleiche gilt auch für die Welle 7, die in axialer Richtung einen Hohlraum aufweisen kann, der ebenso wie der Hohlraum der Hohlwelle 5 zur Aufnahme elektrischer Leitungen bestimmt ist, die durch den Körper 1 hindurchgeführt werden können.On the bottom 4 of the base part 2 , four copper-beryllium spring bars 9, 10, 11, 12 are fastened with their one ends symmetrically to the longitudinal axis 8 at the corners of a square. The other ends of the spring bars 9-12 are connected to the bottom 6 of the head part 3 . The spring bars 9-12 each carry bundles 13 close to their ends, which are inserted into unspecified bores in the bottoms 4, 6 and are fastened by screw connections. The spring bars 9-12 define the distance between the inner sides of the bottoms 4, 6 . The spring bars are made of the material no. 2 124 755. The cylindrical side walls 14, 15 of the base part 2 and the head part 3 are arranged with their front edges 16, 17 at a short distance from one another. At the front edge 16 of the base part 2 , a radially inwardly offset step 18 is provided, which partially overlaps with the edge zone of the side wall 15 . A flexible seal 19 , which fills the distance between the edges 16, 17 , is inserted into a not-designated groove on the end face of the side wall 15 . The inside of the can-shaped body 1 is thereby protected against dirt and dust. No dust or dirt can penetrate through the hollow shaft 5 because it can be connected and sealed to another part, which is not shown. The same also applies to the shaft 7 , which can have a cavity in the axial direction, which, like the cavity of the hollow shaft 5 , is intended for receiving electrical lines that can be passed through the body 1 .

Der Körper 1 enthält in seinem Inneren 8 Lagegeber von denen nur vier 10, 21, 22, 23 bezeichnet sind, da die anderen vier in Achsrichtung des Körpers 1 jeweils unterhalb eines der übrigen Lagegeber angeordnet sind. Jeweils ein Paar von Lagegebern ist somit übereinander im Inneren des Körpers 1 angebracht.The body 1 contains 8 position sensors in its interior, of which only four 10, 21, 22, 23 are designated, since the other four are each arranged below one of the other position sensors in the axial direction of the body 1 . In each case, a pair of position encoders is thus arranged one above the other inside the body 1 .

Jeder Lagegeber 20-23 enthält eine Spule 24, in der ein Kern 25 axial verschiebbar gelagert ist. Der Kern 25 besteht z. B. aus Eisen. Von der axialen Lage des Kerns 25 hängt die Höhe der Induktivität der Spule 24 ab. Die Induktivität wird als Meßgröße erfaßt, in dem z. B. die Spulen 24 mit Spannungen und Strömen beaufschlagt werden, deren Ampli tuden und Phasenlagen erfaßt werden. Hieraus wird dann die Induktivität bestimmt. Es ist auch möglich, entweder Ströme oder Spannungen konstant zu halten und nur die variable Größe zu messen, wodurch sich die Induktivität schnell bestimmen läßt.Each position encoder 20-23 contains a coil 24 in which a core 25 is axially displaceably mounted. The core 25 consists, for. B. made of iron. The height of the inductance of the coil 24 depends on the axial position of the core 25 . The inductance is recorded as a measured variable in which, for. B. the coils 24 are supplied with voltages and currents, the amplitudes and phases are detected. The inductance is then determined from this. It is also possible to keep either currents or voltages constant and to measure only the variable size, so that the inductance can be determined quickly.

Die Lagegeber 20-23 sind jeweils mit ihren nicht näher bezeichneten Gehäusen an über den Rand 16 hinausragenden Platten 26 angeschraubt, die mit dem Basisteil 2 verbunden sind. An einer Platte 26 sind jeweils übereinander zwei Lagegeber befestigt. Die Spulen 24 haben im Inneren des Körpers 1 liegende Schraubanschlüsse 27. The position sensors 20-23 are each screwed with their unspecified housings to plates 26 which protrude beyond the edge 16 and which are connected to the base part 2 . On a plate 26 two position sensors are attached one above the other. The coils 24 have screw connections 27 located inside the body 1 .

Die Kerne 25 sind an einem Ende jeweils mit Stahldraht 28 verbunden, der aus der Spule 24 herausgeführt ist und quer durch den Körper 1 verläuft. An den zweiten Enden der Stahldrähte 28 sind Bolzen 29 befestigt, die Außengewinde und einen Innensechskant 30 aufweisen. Die Seitenwand 15 enthält in Höhe der Spulen 24 nach innen ragende Vorsprünge 31 mit nicht näher bezeichneten Bohrungen, die Einsätze 32 mit Innengewinde tragen, in die jeweils die Bolzen 29 eingeschraubt sind. Das Innengewinde des jeweiligen Einsatzes 32 und das Außengewinde des Bolzens 29 ist so ausgebildet, daß eine Selbsthemmung eintritt. Die Innensechskante 30 der Bolzen 29 sind von der Außenseite des Kopfteils 3 zugänglich, so daß die Lage der Kerne 32 justiert werden kann.The cores 25 are each connected at one end to steel wire 28 which is led out of the coil 24 and runs across the body 1 . At the second ends of the steel wires 28 , bolts 29 are fastened, which have an external thread and an internal hexagon 30 . The side wall 15 contains at the level of the coils 24 inwardly projecting projections 31 with bores, not designated in more detail, which carry inserts 32 with an internal thread, into each of which the bolts 29 are screwed. The internal thread of the respective insert 32 and the external thread of the bolt 29 are designed such that self-locking occurs. The hexagon socket 30 of the bolts 29 are accessible from the outside of the head part 3 , so that the position of the cores 32 can be adjusted.

Die Lagegeber 20, 21 und die unterhalb dieser angeordneten, nicht näher bezeichneten Lagegeber sind zu beiden Seiten der Längsachse 8 angeordnet. Dies gilt auch für die Lagegeber 22, 23, die senkrecht zu den Lagegebern 20, 21 angeordnet sind. Die Lagegeber 20-23 und die nicht näher bezeichneten Lagegeber sind aus Redundanzgründen mehrfach vorhanden. Aus den Impedanzen der parallel zueinander angeordneten Spulen 24 können die Mittelwerte gebildet werden, wobei eine größere Abweichung, wie sie durch den Ausfall einer Spule bewirkt wird, als Fehler gemeldet werden kann. Die resultierende Lageab weichung des Kopfteils 3 von der Längsachse 8 ergibt sich aus der Vektorsumme der Meßgrößen der rechtwinklig zueinander angeordneten Lagegeber 20 und 22 bzw. 21 und 23. Am Basisteil 2 ist ein Zylinderabschnitt 33 angeschraubt, der das Kopfteil 3 ein Stück umgibt und einen Anschlag für das Kopfteil 3 bildet.The position encoders 20, 21 and the position encoders arranged underneath them, not designated in any more detail, are arranged on both sides of the longitudinal axis 8 . This also applies to the position sensors 22, 23 , which are arranged perpendicular to the position sensors 20, 21 . The position encoders 20-23 and the position encoders, which are not described in more detail, exist several times for redundancy reasons. The mean values can be formed from the impedances of the coils 24 arranged parallel to one another, and a larger deviation, such as is caused by the failure of a coil, can be reported as an error. The resulting position deviation of the head part 3 from the longitudinal axis 8 results from the vector sum of the measured variables of the position sensors 20 and 22 or 21 and 23 arranged at right angles to one another. A cylinder section 33 is screwed onto the base part 2 , which surrounds the head part 3 a piece and forms a stop for the head part 3 .

Wenn das Kopfteil 3 z. B. durch eine auf die Welle 7 ausgeübte Kraft gegenüber der Längsachse 8 des Basisteils 2 ausgelenkt wird, werden die Federstäbe 9-12 vorwiegend auf Biegung beansprucht. Die Lageabweichung, die mittels der Lagegeber 20-23 gemessen wird, ist ein Maß für die Federkraft bzw. der Kraft zur Auslenkung der Feder. Durch Federstäbe 9-12 mit entsprechender Biege stetigkeit ergeben sich schon bei kleinen Auslenkungen hohe Federkräfte. Deshalb sind keine großen Auslenkbewegungen erforderlich. Durch die Länge und den Durchmesser der Federstäbe 9-12 kann ein gewünschter Zusammenhang zwischen der Auslenkkraft und der Lageabweichung des Kopfteils 3 von der Längsachse 8 erreicht werden. Die Auslenkung wird durch den Zylinderabschnitt 33 begrenzt, wenn sich der Kopfteil 3 gegen den Zylinderabschnitt 33 legt.If the head part 3 z. B. is deflected by a force exerted on the shaft 7 with respect to the longitudinal axis 8 of the base part 2 , the spring bars 9-12 are mainly subjected to bending. The position deviation, which is measured by means of position sensors 20-23 , is a measure of the spring force or the force for deflecting the spring. Spring bars 9-12 with appropriate bending stability result in high spring forces even with small deflections. Therefore, no large deflection movements are required. Due to the length and diameter of the spring bars 9-12 , a desired relationship between the deflection force and the positional deviation of the head part 3 from the longitudinal axis 8 can be achieved. The deflection is limited by the cylinder section 33 when the head part 3 lies against the cylinder section 33 .

Der oben beschriebene Körper eignet sich zum Einbau in einen manuell betätigbaren Knüppel eines Fluggerätes, dessen Fluglage über den Knüppel gesteuert wird. Der Kopfteil 3 ist mit seiner Welle 7, z. B. mit dem einen Abschnitt des Knüppels verbunden, der für die Handbetätigung vorgesehen ist. Der Basisteil 2 wird an denjenigen Abschnitt des Knüppels angeschlossen, der an einem Ende mit einem Kreuzgelenk versehen ist. Der Knüppel kann vor zugsweise durch Servomotore in seiner Lage gehalten werden. Die Servomotore sind Bestandteile von Regelkreisen, die als Führungsgrößengeber die Lagegeber 9 bis 12 enthalten. Die entgegen der Rückstellkraft der Federstäbe von Hand durchgeführte Auslenkung des Kopfteils 3 bewirkt über die Lagegeber 9 bis 12 eine Änderung der Führungsgröße, die die Regelkreise beaufschlagt, die Stellglieder an Leit- und Steuerelementen des Fluggerätes betätigen. Über Lageistwertgeber an den Leit- und Steuerelementen wird dann der Knüppel über die Servomotore entsprechend nachgeführt.The body described above is suitable for installation in a manually operated stick of an aircraft, the flight position of which is controlled by the stick. The head part 3 is with its shaft 7 , z. B. connected to a portion of the stick that is provided for manual operation. The base part 2 is connected to that section of the stick which is provided with a universal joint at one end. The stick can be held in position by servomotors. The servomotors are components of control loops that contain position encoders 9 to 12 as reference variables. The deflection of the head part 3 , which is carried out by hand against the restoring force of the spring bars, causes a change in the reference variable via the position sensors 9 to 12 , which acts on the control loops and actuate the actuators on the control and control elements of the aircraft. The stick is then adjusted accordingly via the servomotors via the actual position encoder on the control and control elements.

Die Federstäbe 9 bis 12 haben auch bei häufiger Biegung eine praktisch ver nachlässigbare Hysterese. Die Genauigkeit der Lagemessung wird daher nicht durch eine Hysterese beeinflußt. Außerdem ergibt sich bei der gewählten Anordnung von vier Federstäben eine gleichmäßige Federkraft unabhängig von der Auslenkrichtung innerhalb der 360°. Es sollten mindestens drei Feder stäbe, symmetrisch zur Längsachse 8 und an den Ecken eines Dreiecks am Boden 4 emporragend, angeordnet sein. Es ist auch möglich, mehr als vier Federstäbe vorzusehen.The spring bars 9 to 12 have a practically negligible hysteresis even with frequent bending. The accuracy of the position measurement is therefore not influenced by a hysteresis. In addition, the selected arrangement of four spring bars results in a uniform spring force regardless of the deflection direction within the 360 °. There should be at least three spring rods, symmetrical to the longitudinal axis 8 and towering at the corners of a triangle on the bottom 4 , arranged. It is also possible to provide more than four spring bars.

Claims

1. Device for generating at least one measured variable, which depends on the deflection of a head part of a body which can be deflected from a rest position against the action of a restoring force, with which at least three spring elements which are arranged at the same distance from a longitudinal axis of a base part of the body and are fastened thereto are connected , wherein at least two position sensors, each having two mutually movable encoder elements, are arranged transversely to the longitudinal axis of the base part of the body in mutually perpendicular directions, characterized in that the base part ( 2 ) and the head part ( 3 ) are each pot-shaped, that as Spring elements copper-beryllium spring rods ( 9, 10, 11, 12 ) are fastened with their one ends on the inside to the bottom of the base part ( 2 ) and with their other ends on the inside on the bottom of the head part ( 3 ), which is spaced from the base part ( 2 ) is arranged, and that one of the encoder elements of the position encoder ( 20 to 23 ) is connected to the base part ( 2 ) and the other to the head part ( 3 ).

2. Device according to claim 1, characterized in that four copper-beryllium spring bars ( 9 to 12 ) are arranged symmetrically at the corners of a square to the longitudinal axis of the base part ( 2 ).

3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the position sensors ( 20 to 23 ) each have a coil ( 24 ) which is fastened to the base part ( 2 ) or to the head part ( 3 ), and one in the coil ( 24 ) have displaceably mounted core ( 25 ) which is connected to a steel wire ( 28 ) which is fastened to the head part ( 3 ) or base part ( 2 ).

4. The device according to one or more of the preceding claims, characterized in that the edge ( 17 ) of the side wall ( 15 ) of the head part ( 3 ) projects a little at a distance from the edge ( 16 ) of the side wall ( 14 ) of the base part ( 2 ) .

5. Device according to one or more of the preceding claims, characterized in that a flexible seal ( 19 ) is arranged between the side walls ( 14, 15 ) of the head part ( 3 ) and the base part ( 2 ).

6. Device according to one of claims 3 to 5, characterized in that the steel wires ( 28 ) are connected at their ends facing away from the cores ( 25 ) with threaded bolts ( 29 ) which have self-locking threads and in threaded holes in the head part ( 3 ) or base part ( 2 ) can be screwed in.

7. The device according to one or more of the preceding claims, characterized in that the body ( 1 ) is arranged in the shaft of a stick of an aircraft and that the stick is connected to servo drives, the actuators being at least part of a control loop in which the position transmitter ( 20 to 23 ) generate the command variables.