DE4135557C2

DE4135557C2 - Ruderstelleinrichtung

Info

Publication number: DE4135557C2
Application number: DE4135557A
Authority: DE
Original assignee: Diehl Stiftung and Co KG
Current assignee: Diehl Stiftung and Co KG
Priority date: 1991-10-29
Filing date: 1991-10-29
Publication date: 1999-05-06
Anticipated expiration: 2011-10-30
Also published as: FR2683033A1; DE4135557A1; FR2683033B1; GB9222217D0; US5249761A; GB2260954B; GB2260954A

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 0 276 867 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 0 276 867 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 Spindelachse (8) 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 parallel liegen.

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 Spindelachse (8) der Spindel (4) in einem spitzen Winkel zur Flugachse (F). Die Flugachse (F) und die Spindelachse (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 Spindelachse (8) 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

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 Spindelachse (8) 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 Pendelachsel (6), die Mitnahmeachse (11) und die Stellachse (13) zueinander parallel liegen.

2. Ruderstelleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Pendelachse (6) die Spindelachse (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 Spindelachse (8) 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 achse (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 Spindelachse (8) schräg zur Flugachse (F) steht.

8. Ruderstelleinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß in der Mittelstellung der Mitnahmemutter (5) der zwischen der Spindelachse (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.