DE397029C

DE397029C - Control stick for screw planes

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Publication number: DE397029C
Application number: DEP44654D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1922-07-20
Filing date: 1922-07-20
Publication date: 1924-06-12

Description

Steuerknüppel für Schraubenflugzeuge. Bei den meisten modernen Flugzeugen wird die Stabilität des Flugzeuges um horizontale Achsen durch den wohlbekannten Steuerknüppel herbeigeführt. Dieses gleiche Organ kann auch zur Herstellung der Stabilität von Schraubenfliegern angewendet werden, um mit der Eigenart dieses neuen Flugzeuges verbundene besondere Bedingungen zu erfüllen.Control sticks for propeller planes. On most modern aircraft is the stability of the aircraft around horizontal axes by the well-known Control stick brought about. This same organ can also be used to produce the Stability of helicopters applied to keep up with the quirk of this new To meet special conditions associated with the aircraft.

In der Tat ist es das denkbar beste Mittel, die Stabilität eines Schraubenfliegers aufrechtzuerhalten, die Flügel der Schrauben zu verwinden oder zu verdrehen, sobald sie eine bestimmte Fläche durchschreiten, und dies in solcher Weise, daß die Verwindung oder Verdrehung den Auftrieb innerhalb eines bestimmten Sektors einer Umdrehung der Schraube erhöht, während dasselbe Mannöver in einem gegenüberliegenden Sektor der Drehbewegung der Schrauben den Auftrieb verringert. Dies ist gleichbedeutend damit, daß man den Auftrieb der Schrauben exzentrisch verlegt in einer geeigneten Richtung, und man erzeugt derart ein Kräftepaar, welches den Apparat in eine bisherige geneigte Stellung zurückbringt oder den Apparat zurückführt in eine sonstige Stellung, die er vorher eingenommen hat, beispielsweise in eine solche Lage, in der die Achse der Schrauben wiederum senkrecht steht.In fact, it is the best possible means, the stability of a helicopter maintain twisting or twisting the wings of the screws as soon as they cross a certain surface, and do so in such a way that the twisting or twist the lift within a certain sector of a revolution the screw increased during the same maneuver in an opposite sector the turning movement of the screws reduces the lift. This is synonymous so that one shifts the buoyancy of the screws eccentrically in a suitable Direction, and a couple of forces are created which transform the apparatus into a previous one brings back an inclined position or returns the apparatus to another position, which he has previously occupied, for example in a position in which the axis the screw is in turn vertical.

Außerdem kann der Steuerknüppel in bekannter Weise auf zwei Ruder einwirken, von denen das eine für die Höhen- und das andere für die Seitenstabilisierung benutzt wird.In addition, the joystick can be used in a known manner on two rudders act, of which one for the height and the other for the lateral stabilization is used.

Es erscheint nämlich vorteilhaft, während eines hinreichend raschen Fluges des Apparate s in horizontaler Richtung den etwas empfindlichen Mechanismus für die Verwindung der Flügel zu ersetzen durch Höhen- oder Seitenruder, deren Steuerung sehr einfach ist. Der Steuerknüppel für Schraubenflieger gemäß der Erfindung dient dem Zweck, alle Anordnungen zur Herbeiführung der Stabilität um horizontale Achsen zu steuern, und zwar derart, daß diese Steuerung auf die Verwindung der Schraubenflächen oder die Bewegung der Höhen- und Seitenruder einwirken.Namely, it seems advantageous during a sufficiently rapid Flight of the apparatus s in the horizontal direction the somewhat sensitive mechanism for the twisting of the wings to be replaced by elevator or rudder, their control is very simple. The control stick for helicopter according to the invention is used the purpose of all arrangements to bring about stability around horizontal axes to control, in such a way that this control on the twisting of the helical surfaces or the movement of the elevator and rudder.

Ein praktisches Ausführungsbeispiel der Erfindung, welches zeigt, wie man die verschiedenen Steuerungen mit Hilfe desselben Steuerknüppels ausführen kann, ist in der Zeichnung dargestellt.A practical embodiment of the invention, which shows how to perform the various controls using the same joystick can is shown in the drawing.

Abb. i zeigt die Steuerungsanordnung im Vertikalschnitt; die Abb. 2 und 3 zeigen horizontale Schnitte, geführt in verschiedenen Höhen durch die Einrichtung gemäß der Erfindung.Fig. I shows the control arrangement in vertical section; the fig. 2 and 3 show horizontal sections taken at different heights through the device according to the invention.

Abb. 4 zeigt im Schema die Wirkungsweise der Erfindung.Fig. 4 shows the mode of operation of the invention in a schematic.

Die Einrichtung besteht aus einem zylindrischen Gehäuse io, beispielsweise aus Aluminium, das zwei Stücke ii und 12, gleichfalls aus Aluminium, trägt, Diese letzteren dienen als Träger für verschiedene Rollen, 13, 14, 15, 16, 17, 18, i9, 2o, welche als Führungen für die Steuerknüppel vorgesehen sind. In der Mitte ist ein Rohr 21, das als Steuerknüppel wirkt, mit Hilfe eines Universalgelenkes 22 auf dem Träger i2 gelagert, unter Zwischenschaltung eines weiteren Rohrstückes 23. Bei dieser Anordnung ist der Steuerknüppel nach allen Richtungen um den Drehpunkt 24 bewegbar, welcher den Mittelpunkt des Universalgelenkes darstellt. Der Handgriff 25 dient zum Manövrieren und ist auf dem Rohr 21 durch Schrauben 26 und einen Ring 27 befestigt, welcher gestattet, den Handgriff nach allen Richtungen um die Achse des Rohres 21 zu drehen. Die Stange 28 ist mit dem Handgriff fest verbunden und trägt zwei Schraubengewinde 29, 3o sowie ein kleines Kardangelenk 31 zwischen diesen Schraubengewinden. Das Stück 32 ist das Mutterstück für das Schraubengewinde 29 und kann frei, jedoch ohne sich zu drehen, im Innern des Rohres 21 sich verschieben. Die Bolzen 33 greifen durch Schlitze im Rohr 2i und verbinden die Mutter 32 mit der Glocke 34. Eine entsprechende Anordnung, die aus der Schraubenmutter 35, dem Bolzen 36 und der Glocke 37 zusammengesetzt ist, steht in Verbindung mit dem unteren Schraubengewinde 30.The device consists of a cylindrical housing io, for example made of aluminum, which carries two pieces ii and 12, also made of aluminum. These latter serve as supports for various rollers, 13, 14, 15, 16, 17, 18, i9, 2o , which are intended as guides for the control sticks. In the middle, a tube 21, which acts as a control stick, is mounted on the carrier i2 with the help of a universal joint 22, with the interposition of a further pipe section 23. In this arrangement, the control stick can be moved in all directions around the pivot point 24, which is the center of the Represents universal joint. The handle 25 is used for maneuvering and is attached to the tube 21 by screws 26 and a ring 27, which allows the handle to be rotated in all directions about the axis of the tube 21. The rod 28 is firmly connected to the handle and carries two screw threads 29, 3o and a small universal joint 31 between these screw threads. The piece 32 is the nut piece for the screw thread 29 and can move freely, but without rotating, inside the tube 21. The bolts 33 reach through slots in the tube 2i and connect the nut 32 to the bell 34. A corresponding arrangement, which is composed of the screw nut 35, the bolt 36 and the bell 37, is in connection with the lower screw thread 30.

Um den Mittelpunkt 24 sind drei kugelförmige Stücke 38, 39, 4o angeordnet; das Kugelstück 38 ist mit dem Rohr 21 durch die Schrauben 41 verbunden, während die kugelförmige Außenfläche 40 von dem Gehäuse io getragen wird, mittels vier Nieten 42 und verschiedener Tragarme. Die zwischenliegende Kugel 39 wird an der Außen- und Innenseite gehalten und kann sich frei drehen um den mittleren Punkt 24. Dieses Stück trägt außerdem vier Kugeln 43, an denen verschiedene Kabel 46, 47, 48 usw. befestigt sind, welche die Propellerfläche steuern und die exzentrische Verlegung des Auftriebes bewirken.Three spherical pieces 38, 39, 4o are arranged around the center point 24; the ball piece 38 is connected to the tube 21 by the screws 41, while the spherical outer surface 40 is carried by the housing io by means of four rivets 42 and various support arms. The intermediate ball 39 is on the outer and inside and can rotate freely around the middle point 24. This Piece also carries four balls 43 on which various cables 46, 47, 48, etc. are attached, which control the propeller surface and the eccentric routing effect of buoyancy.

Mit 44 ist ein kreuzförmiges Stück bezeichnet, das vier Kugeln 45 trägt, an welche die i Kabel zur Steuerung der Ruder angeschlossen sind.A cross-shaped piece is designated by 44, the four balls 45 to which the cables for controlling the rudder are connected.

Das Schema der Abb. 4 gestattet, die Wirkungsweise der ganzen Anordnung zu verstehen. Bei 5o sieht man den Steuerknüppel und '; bei 51 und 52 die beiden kreuzförmigen Arme, an welche die bezüglichen Steuerkabel angeschlossen sind.The scheme of Fig. 4 shows how the whole arrangement works to understand. At 5o you can see the joystick and '; at 51 and 52 the two cross-shaped arms to which the related control cables are connected.

Das Kreuz 51 steuert die exzentrische Verlegung des Schraubenauftriebes durch seinen Anschluß an vier Steuerzüge 53, 54, 55, 56, welche entlang der Naben der Propeller geführt sind und über verschiedene geeignet angeordnete Rollen laufen. In der Umdrehungsfläche einer jeden Schraube befinden sich Kugellager mit großem Durchmesser, schematisch bei 57 und 58 dargestellt. jeder Drahtzug schließt sich mittels einer Kugel an den inneren Ring eines dieser Kugellager an, und zwar in dem aufsteigenden Zweig an das eine und im absteigenden Zweig an das andere Kugellager. So ist z. B. der Drahtzug 53 bei 59 mit dem Lager 58 im aufsteigenden Ast und bei 6o mit dem Lager 57 im absteigenden Ast verbunden, derart, daß sich die Kugeln 59 bei 6o in einer vertikalen Ebene befinden, welche auch durch die Achse der beiden Lager 57, 58 geht. Diese Kugellager sind im Rahmen der Maschine mittels zweier Kardane oder Universalgelenke gelagert, die nicht dargestellt sind, und die gestatten, daß sich diese Lager in jeder Richtung um einen festen Punkt einstellen können, der im Schnitt der Umdrehungsfläche der Schrauben mit der Schraubenachse .liegt.The cross 51 controls the eccentric shifting of the screw lift through its connection to four control cables 53, 54, 55, 56, which run along the hubs the propeller are guided and run over various suitably arranged rollers. In the surface of each screw there are ball bearings with a large Diameter, shown schematically at 57 and 58. every wire pull closes by means of a ball to the inner ring of one of these ball bearings, namely in the ascending branch to one and in the descending branch to the other ball bearing. So is z. B. the wire train 53 at 59 with the bearing 58 in the ascending branch and at 6o connected to the bearing 57 in the descending branch, in such a way that the balls 59 located at 6o in a vertical plane, which also passes through the axis of the two Camp 57, 58 goes. These ball bearings are in the frame of the machine by means of two cardans or universal joints stored, which are not shown, and which allow that these bearings can adjust around a fixed point in any direction, which in the section of the surface of revolution of the screws with the screw axis.

Da nun das Kreuz 5 z mit dem Steuerknüppel starr verbunden ist, so ist es klar, daß Leim Neigen deä Steuerknüppels in irgendeiner Richtung sich auch die Kugellager 57 und 58 in solcher Weise verstellen müssen, daß ihre Ebene stets parallel bleibt zur Ebene des Kreuzes 51. Since the cross 5 z is rigidly connected to the control stick, it is clear that glue tilting the control stick in any direction also the ball bearings 57 and 58 must be adjusted in such a way that their plane always remains parallel to the plane of the cross 51 .

Um besser zu verstehen, in welcher WeizSe die Neigung eine exzentrische Verlagerung des Auftriebes der Schrauben herbeiführt, ist bei 61 und 62 je eine Fläche der Hubschraube schematisch dargestellt; die Hubschraube ist also beispielsweise doppelflächig angenommen. An der einen Seite des Rahmens einer jeden Schraubenfläche ist ein Kabel 64 angeordnet, das in sich geschlossen ist und über die Rollen 65, 66, 67, 68, 69, 7o verläuft. Die Achsen der Kugeln 69 und 7o sind durch eine starre Strebe 74. miteinander verbunden. Die beiden Enden dieses Kabels sind bei 7z und 72 befestigt, die am oberen bzw. unteren Ende der Strebe 73 an der Außenseite der Schraubenflächen angeordnet sind. Andererseits trägt das Kabel 64. eine Kugel, die am Außenring des Kugellagers 58 gelagert ist. Es ist nun klar, daß bei der Ausführung einer Umdrehung der Schraube um ihre Achse in dem Falle, daß die Kugellager zur Umdrehungsebene der Schraube geneigt sind, die Kugel 63 periodisch eine höhere und niedrigere Lage durchlaufen wird, wodurch auf das Kabel 64 abwechselnd ein Zug nach oben oder unten ausgeübt wird, der zur Folge hat, daß die Fläche der Flügel 61 und 62 deformiert bzw. verwunden wird. Diese Verwindungen führen eine periodische Verlagerung des Auftriebes herbei in der Weise, daß in einem bestimmten Kreisabschnitt, der von den Flügeln durchschritten wird, der Auftrieb größer ist als in bestimmten anderen gegenüberliegenden Kreisabschnitten. Da nun sämtliche Flügel der Schrauben in gleicher Weise mit den Kugellagern verbunden sind, wie für das eine Flügelpaar beschrieben, so ergibt sich, daß der Einzelauftrieb der Schraubenflächen einer Zone größer sein muß als in einer gegenüberliegenden Zone und infolgedessen der resultierende Auftrieb bzw. Druck nicht mehr durch die Schraubenachse gehen kann und aus dieser herausverlegt erscheint.To better understand in which way the inclination is eccentric Shifting the buoyancy of the screws is at 61 and 62 each Area of the lifting screw shown schematically; the jack screw is for example assumed double. On one side of the frame of each screw face a cable 64 is arranged which is self-contained and over the pulleys 65, 66, 67, 68, 69, 7o runs. The axes of the balls 69 and 7o are rigid Strut 74. interconnected. The two ends of this cable are at 7z and 72 attached to the upper or lower end of the strut 73 on the outside of the Helical surfaces are arranged. On the other hand, the cable 64 carries a ball that is mounted on the outer ring of the ball bearing 58. It is now clear that in the execution one revolution of the screw around its axis in the event that the ball bearings are used Rotation plane of the screw are inclined, the ball 63 periodically a higher and lower position is traversed, whereby a train alternately on the cable 64 is exercised above or below, which has the consequence that the surface of the wings 61 and 62 is deformed or twisted. These twists lead to a periodic shift of buoyancy in such a way that in a certain section of the circle, the is crossed by the wings, the lift is greater than in certain others opposite segments of a circle. Since now all the wings of the screws in the same Connected to the ball bearings as described for one pair of wings, it follows that the individual buoyancy of the helical surfaces of a zone will be greater must be considered in an opposite zone and, as a result, the resulting lift or pressure can no longer go through the screw axis and is moved out of this appears.

Durch das Kreuz 52 wird das Höhensteuer 75 und das Seitensteuer 76 unter Zwischenschaltung der Kabel 77, 78, 79 und 8o bewegt-. Diese verschiedenen Kabel sind an die bezüglichen Arme des Kreuzes angeschlossen.The cross 52 becomes the elevation control 75 and the rudder control 76 with the interposition of cables 77, 78, 79 and 8o moved. These different Cables are connected to the relative arms of the cross.

Nach schematischer Darstellung der Wirkungsweise der Einrichtung mögen noch weitere Einzelheiten der Abb. i, 2 und 3 dargelegt werden. Das Kreuz, welches die Ruder betätigt, ist mit 44 bezeichnet, und das Kreuz, welches die Verwindung der Flügel bewirkt, ist mit 39 bezeichnet. Die Kombination, die erreicht ist, besteht nun im folgenden: Der Steuerknüppel kann, ohne jede Störung, jederzeit die Ruder betätigen, wenn aber die Geschwindigkeit des Apparates gering oder Null ist, ist es nötig und möglich, mit ihm die Einrichtung zur exzentrischen Verlagerung des Auftriebes zu betätigen. Umgekehrt, besonders bei schnellem Flug, ist es vorteilhaft, die Einrichtung zur exzentrischen Verlagerung des Auftriebes bzw. Druckmittelpunktes der Schrauben unberührt zu lassen und allein die Ruder zu gebrauchen. Alles läuft demnach darauf hinaus, das Kreuz 39 festzustellen, wenn es erforderlich, oder im anderen Falle es mit dem Steuerknüppel zu verbinden. In der Stellung der Abb. i ist nun das Kreuz 39 mit dem Steuerknüppel verbunden, und die Zeichnung zeigt, daß dies vermittels der Glocke 34 erreicht ist, deren Ränder auf' entsprechend ausgebildeten Teilen der Kugel 39 aufsitzen.Like a schematic representation of the operation of the device still further details of Figs. i, 2 and 3 are set forth. The cross, which the rudder operated is denoted by 44, and the cross, which is the twist the wing causes is denoted by 39. The combination that is achieved exists now in the following: The control stick can, without any disturbance, the rudder at any time press, but if the speed of the device is low or zero, is it is necessary and possible, with it the device for the eccentric displacement of the To operate buoyancy. Conversely, especially with fast flights, it is advantageous to the device for eccentric displacement of the buoyancy or pressure center to leave the screws untouched and to use the oars alone. Everything runs accordingly, to determine the cross 39, if necessary, or im other case to connect it to the joystick. In the position of Fig. I the cross 39 is now connected to the joystick, and the drawing shows that this is achieved by means of the bell 34, the edges of which are appropriately designed Parts of the ball 39 sit on.

Wenn aber gewünscht ist, die Drahtzüge zur Verwindung der Flächen abzukuppeln und sie unabhängig vom Steuerknüppel zu machen, dann genügt es, den Handgriff 25 zu drehen. Es treten dann die Schrauben 29 und 30 in Tätigkeit, indem erstens die Glocke 34. und zweitens die Glocke 37 gehoben wird. Das erste hat zur Folge; daß das Kreuz frei wird und nicht mehr mit dem Steuerknüppel gekuppelt ist, wahrend die zweite Maßnahme zur Folge hat, daß die Glocke 37 in einer horizontalen Lage festgelegt wird und infolgedessen Einwirkungen auf den Antrieb zur Verwindung der Flächen nicht mehr stattfinden können.If, however, it is desired to uncouple the wire pulls for twisting the surfaces and to make them independent of the control stick, then it is sufficient to turn the handle 25. The screws 29 and 30 then come into action by firstly lifting the bell 34 and secondly the bell 37. The first entails; that the cross is free and is no longer coupled to the joystick, while the second measure has the consequence that the bell 37 is fixed in a horizontal position and as a result, actions on the drive for twisting the surfaces can no longer take place.

Claims

PATr, NT-ANspp, ücHE: i. Control stick for propeller aircraft for induction a stabilization of the aircraft, characterized in that de control stick acts on the screw surfaces in such a way that a different type of twist or twisting of the surfaces of the screw or the screws and thereby an eccentric one Displacement of the center of pressure or the resulting lift from the screw axis done out.

2. joystick according to claim i, characterized in that it for example by twisting his handle either with the organs for twisting the propeller blades is coupled or uncoupled from them, in the latter case If another device for determining the torsion drive is actuated can be.

3. Control stick according to claim i or 2, characterized in that apart from controlling the drive for twisting or twisting the helical surfaces also in a manner known per se with the drive for actuating the height and Rudder is connected and the operation of the latter both when coupled as well as when the drive is disconnected for twisting or twisting the screw surfaces can be done.