DE4135557A1 - Ruderstelleinrichtung - Google Patents
RuderstelleinrichtungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Ruderstelleinrichtung für
einen Flugkörper mit einer durch einen Stellmotor
antreibbaren Spindel, auf der eine gegen Verdrehen
gesicherte, zwischen zwei Endanschlägen wandernde
Mitnahmemutter sitzt, mittels der über einen Hebel eine
Ruderwelle um eine Stellachse schwenkbar ist.
In der EP 02 76 867 A2 ist eine derartige
Ruderstelleinrichtung beschrieben. Dort soll ein hoher
Wirkungsgrad des Getriebezuges dadurch erreicht werden,
daß die Mitnahmemutter in einer Hülse geführt ist, die
von der Ruderwelle übertragene Belastungskräfte aufnimmt.
Diese Bauart ist wegen des Längslagers der Mitnahmemutter
aufwendig.
Bei der EP 02 76 867 A2 ist die Führung der
Mitnahmemutter in der Hülse zweckmäßig, da die Mutter
mittels eines Ansatzes zwischen ein Fingerpaar der
Ruderwelle greift. An dieser Verbindungsstelle ist zwar
eine Zahnflankenform vorgesehen. Dennoch führt die
Verbindung zu Kippmomenten an der Mitnahmemutter, die
durch deren Führung aufgenommen werden müssen. Solche
Kippmomente verschlechtern im Prinzip den Wirkungsgrad.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Einrichtung der
eingangs genannten Art vorzuschlagen, bei der der
Wirkungsgrad, insbesondere durch Vermeidung eines
Kippmoments an der Mitnahmemutter verbessert ist.
Erfindungsgemäß ist obige Aufgabe bei einer Einrichtung
der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß der
Stellmotor und die Spindel um eine zur Spindellängsachse
senkrechte Pendelachse schwenkbar gelagert sind und daß
der mit der Ruderwelle verbundene Hebel an einer
Mitnahmeachse der Mitnahmemutter angelenkt ist, wobei die
Pendelachse, die Mitnahmeachse und die Stellachse
zueinander parallelliegen.
Durch diese Gestaltung ist der Wirkungsgrad des
Getriebezuges wesentlich verbessert, da an der
Mitnahmemutter kein wesentliches Kippmoment auftritt.
Denn der an die Stellachse gekoppelten Bewegung der
Mitnahmemutter folgen die Spindel und der Stellmotor
frei, indem sie um die Pendelachse schwenken. Dies hat
zur Folge, daß eine besondere Lagerung der Mitnahmemutter
in Längsrichtung überflüssig ist. Dadurch genügen weniger
und einfachere Bauteile. Daraus ergibt sich auch eine
Montagevereinfachung und eine Verringerung des im
Flugkörper nötigen Einbauraums sowie eine
Gewichtsersparnis.
Durch das System mit den drei Achsen, nämlich der
Pendelachse, der Mitnahmeachse und der Stellachse ergibt
sich von selbst eine weitgehende Spielfreiheit, da
Langlöcher und Finger-Nasenverbindungen nicht nötig sind.
Dies reduziert die Anforderungen hinsichtlich der
einzuhaltenden Toleranzen. Da im Bereich der Achsen eine
Flächenberührung vorliegt, sind die bei einer solchen
Stelleinrichtung auftretenden Kräfte ohne besondere
Schwierigkeiten übertragbar.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich
aus den Unteransprüchen und der folgenden Beschreibung
eines Ausführungsbeispiels. In der Zeichnung zeigen:
Fig. 1 eine Längsansicht eines Flugkörpers mit vier
Ruderstelleinrichtungen schematisch,
Fig. 2 eine Ansicht einer der Ruderstelleinrichtungen
längs der Linie II-II nach Fig. 1, gegenüber Fig. 1
vergrößert,
Fig. 3 die Ruderstelleinrichtung beim hinteren Anschlag
und
Fig. 4 die Ruderstelleinrichtung beim vorderen Anschlag.
Eine Ruderstelleinrichtung (1) des Flugkörpers (2) weist
einen Stellmotor (3) auf. Der Stellmotor (3) treibt eine
Gewindespindel (4) an. Auf der Gewindespindel (4) sitzt
eine Mitnahmemutter (5).
Der Stellmotor (3) und damit auch die Spindel (4) sind an
einer Pendelachse (6) schwenkbar gelagert. Der
Stellmotor (3) ist hierfür an seiner der Spindel (4)
abgewandten Seite an einem im Flugkörper (2) festen
Pendelbolzen (7) angeordnet. Die Pendelachse (6) schneidet
die Motor- bzw. Spindelachse (8).
An der Mitnahmemutter (5) ist an Mitnahmebolzen (9) ein
Hebel (10) gelagert. Die Mitnahmebolzen (9) liegen in einer
Mitnahmeachse (11), die die Spindelachse (8) schneidet und
parallel zur Pendelachse (6) steht.
Der Hebel (10) ist an einer Ruderwelle (12) befestigt, die
um eine Stellachse (13) schwenkbar am Flugkörper (2)
gelagert ist. Die Ruderwelle (12) trägt ein Ruder (14). Die
Stellachse (13) liegt parallel zur Mitnahmeachse (11) und
zur Pendelachse (6).
An der Spindel (4) sind zwei Endanschläge (15, 16)
vorgesehen. Diese weisen radiale Anschlagflächen (17 bzw.
18) auf, denen radiale Anschlagflächen (19, 20) der
Mitnahmemutter (5) zugeordnet sind. Die radialen
Anschlagflächen (17 bis 20) stellen sicher, daß sich die
Mitnahmemutter (5) an den Endanschlägen (15, 16) nicht axial
verspannt, so daß sie sich von den Endanschlägen (15, 16)
leicht lösen kann. Die Endanschläge (15, 16) weisen
Führungsansätze (21, 22) auf, die in die Mitnahmemutter (5)
eintreten, wenn sich diese in den Bereich der
Endanschläge (15 bzw. 16) bewegt.
Der Hebel (10) weist eine Kröpfung (23) auf (vgl. Fig. 1).
Fig. 2 zeigt die Mitnahmemutter (5) in Mittelstellung und
entsprechend das Ruder (14) in Ruhestellung, in der keine
Ruderanstellung gegenüber der Flugachse (F) vorliegt. In
dieser Mittelstellung steht der Hebel (10) in einem
spitzen Winkel (W1) zur Flugachse (F). Dadurch ist der
Abstand (a) der Mitnahmemutter (5) vom Flugkörperheck (24)
kleiner als in dem Fall, in dem der Winkel (W1) ein
rechter Winkel ist. Durch diese Anordnung ist ein
platzsparender Aufbau gegeben. Denn der Stellmotor (3) ist
in diesem Fall näher am Flugkörperheck (24) montierbar.
Schon in der Mittelstellung der Mitnahmemutter (5) steht
die Längsachse (8) der Spindel (4) in einem spitzen Winkel
zur Flugachse (F). Die Flugachse (F) und die Längsachse (8)
liegen also in der Mittelstellung der Mitnahmemutter (5)
nicht parallel. Der Stellmotor (3) ist nach außen gesetzt.
Der Winkel (W2) zwischen dem Hebel (10) und der Spindel-
Längsachse (25) ist dadurch in der Mittelstellung der
Mitnahmemutter (5) einem rechten Winkel angenähert;
jedenfalls einem rechten Winkel (W2) näher als der
Winkel (W1). Dies hat den Vorteil, daß ausgehend von der
Mittelstellung eine symmetrische Kraftübertragung bei
positiven und negativen Anstellwinkeln des Ruders (14)
erreicht wird.
Fig. 3 zeigt das Ruder (14) in seiner einen maximalen
Auslenkung, wobei die Mitnahmemutter (5) an der
Anschlagfläche (18) des Endanschlags (16) anliegt. Wird
durch die rotierende Spindel (4) die Mitnahmemutter (5) aus
der Mittelstellung zum Endanschlag (16) bewegt, dann
verringert sich der Winkel (W2). Der Stellmotor (3) und die
Spindel (4) schwenken in Richtung des Pfeiles (b) frei um
die Pendelachse (6). Sie sind dabei von der
Mitnahmemutter (5) geführt.
Fig. 4 zeigt das Ruder in seiner anderen maximalen
Auslenkung, wobei die Mitnahmemutter (5) an der
Anschlagfläche (17) des Endanschlags (15) anliegt. Der
Winkel (W2) ist dabei größer als bei der Stellung nach
Fig. 2. Bei der Bewegung der Mitnahmemutter (5) aus der
Mittelstellung zum Endanschlag (15) wird der Stellmotor (3)
und damit die Spindel (4) zunächst geringfügig in Richtung
des Pfeiles (c) und dann in Richtung des Pfeiles (d) um die
Pendelachse (6) geschwenkt.
Jedes der vier Ruder (14) des Flugkörpers (2) ist an einem
eigenen Stellmotor (3) antreibbar. Die Ruder (14) sind in
Einklappbereiche (25) des Flugkörpers (2) einklappbar (vgl.
Fig. 1).
Die Kippbewegung des Stellmotors (3) um die Pendelachse (6)
ist vergleichsweise klein. Das Untersetzungsverhältnis
und die Antriebsmomente an der Ruderwelle (12) verlaufen
damit weitgehend linear. Die Massenträgheitswirkungen des
Stellmotors (3) um die Pendelachse (6) sind gering, da der
Abstand zwischen der Pendelachse (6) und der
Mitnahmemutter (5) vergleichsweise groß ist und somit die
Auslenkungen klein bleiben und sich die Masse des
Stellmotors (3) nahe der Pendelachse (6) anhäuft.
Der Antrieb kann auch vergleichsweise große seitliche
Beschleunigungen aufnehmen, da der Stellmotor (3) an der
einen Seite an dem Pendelbolzen (7) und an der anderen
Seite von der Mitnahmemutter (5) gehalten ist. Der
Stellmotor (3) ist also beidseitig gelagert. Dies ist
vorteilhaft, da beim seitlichen Ausstoß des Flugkörpers
aus einem Träger hohe Seitenbeschleunigungen auftreten.
Claims (9)
1. Ruderstelleinrichtung für einen Flugkörper mit einer
durch einen Stellmotor antreibbaren Spindel, auf der eine
gegen Verdrehen gesicherte, zwischen zwei Endanschlägen
wandernde Mitnahmemutter sitzt, mittels der über einen
Hebel eine Ruderwelle um eine Stellachse schwenkbar ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Stellmotor (3) und die Spindel (4) um eine zur
Spindel-Längsachse (25) senkrechte Pendelachse (6)
schwenkbar gelagert sind und daß der mit der
Ruderwelle (12) verbundene Hebel (10) an einer
Mitnahmeachse (11) der Mitnahmemutter (5) angelenkt ist,
wobei die Pendelachse (6), die Mitnahmeachse (11) und die
Stellachse (13) zueinander parallelliegen.
2. Ruderstelleinrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Pendelachse (6) die Spindel-Längsachse (8) bzw. die
Stellmotorachse schneidet.
3. Ruderstelleinrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Pendelachse (6) an der der Spindel (4) abgewandten
Seite des Stellmotors (3) vorgesehen ist.
4. Ruderstelleinrichtung nach einem der vorhergehenden
Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Mitnahmeachse (11) die Spindel-Längsachse (25)
schneidet.
5. Ruderstelleinrichtung nach einem der vorhergehenden
Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Mitnahmemutter (5) durch Mitnahmebolzen (9) in der
Pendelachse (6) gegen Verdrehen um die Spindel-
Längsachse (8) gesichert ist.
6. Ruderstelleinrichtung nach einem der vorhergehenden
Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß in der Mittelstellung der Mitnahmemutter (5) zwischen
dem an ihr gelagerten Hebel (10) und der Flugachse (F) ein
spitzer Winkel (W1) besteht.
7. Ruderstelleinrichtung nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß in der Mittelstellung der Mitnahmemutter (5) die
Spindel-Längsachse (8) schräg zur Flugachse (F) steht.
8. Ruderstelleinrichtung nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß in der Mittelstellung der Mitnahmemutter (5) der
zwischen der Spindel-Längsachsel (8) und dem Hebel (10)
bestehende Winkel (W2) näher bei 90° liegt als der spitze
Winkel (W1).
9. Ruderstelleinrichtung nach einem der vorhergehenden
Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Endanschläge (15, 16) radiale
Anschlagflächen (17, 18) für radiale Anschlagflächen (19, 20)
der Mitnahmemutter (5) aufweisen.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: DIEHL STIFTUNG & CO., 90478 NUERNBERG, DE |
|
D2 | Grant after examination | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |