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Technisches
Fachgebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung bezieht
sich auf ein System zum Ausbringen einer Tragfläche für die Verwendung an einer Rakete
oder dergleichen.
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Hintergrund
der Erfindung
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Um die maximale Bestückung von
Trägerraketen,
wie zum Beispiel TACMs (Tactical Air Combat Missil – taktische
Luftkampfraketen) oder MLRs (Multiple Launch Rocket- Rakete mit
Mehrfachabfeuerung), mit Submunition zu erleichtern, sind oft zusammengefaltete
aerodynamische Flächen
an der Submunition erforderlich. Eine solche Konstruktion hat vorzugsweise
ein minimales intrusives Volumen, ein Minimum an Kompliziertheit und
eine hohe Zuverlässigkeit.
Es besteht ein Bedarf für
eine wirksame Konstruktion für
das Ausbringen von aerodynamischen Flächen in einer solchen Umgebung.
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GB-A-2 041 502 offenbart eine Faltflossenanordnung
für ein
fliegendes Objekt zum Bewegen einer Flosse aus einer zusammengefalteten
Stellung, in der sie flach an dem Körper des fliegenden Objekts
anliegt, in eine Flugstellung, in der sie während des Flugs deutlich in
den Luftstrom vorsteht. Diese Aufstellbewegung kann durch den Luftstrom
und/oder durch Trägheitskräfte bewirkt
werden. Die Flosse wird zur Drehung um eine sehnenförmig verlaufende
Achse auf einem Drehtisch getragen, der bezüglich einer festen Basis um
eine vorgegebene Achse quer zu der sehnenförmig verlaufenden Achse drehbar
ist. Das wird durch Eingreifen von Schneckenrädern erreicht, welche die Drehbewegung
auf den Drehtisch übertragen,
wenn die Flosse um die sehnenförmig
verlaufende Achse gedreht wird. Die sehnenförmig verlaufende Achse der
Flosse verläuft
quer zu der vorn-hinten-Achse des fliegenden Trägers und sie wird beim Aufstellen
so gedreht, dass sie parallel zu der vorn-hinten-Achse des fliegenden
Trägers
verläuft.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Gemäß dem Hauptaspekt der vorliegenden
Erfindung wird eine Vorrichtung zum Ausbringen einer Tragfläche zur
Verfügung
gestellt, wie sie in Anspruch 1 beansprucht ist.
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Gemäß einem anderen Aspekt der
vorliegenden Erfindung, weist die Vorrichtung eine Verriegelung auf,
um die Tragfläche
in der aufgestellten und gedrehten Stellung zu verriegeln. Eine
Verriegelungsvorrichtung kann vorgesehen sein, um die Bewegung des
Tragflügels
in die aufgestellte und gedrehte Stellung zu begrenzen.
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Gemäß einem anderen Aspekt der
vorliegenden Erfindung kann die Vorrichtung eine zweite Tragfläche aufweisen,
die gleichzeitig mit der ersten Tragfläche in die gedrehte und aufgestellte
Stellung ausgebracht wird.
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Gemäß einem anderen Aspekt der
vorliegenden Erfindung weist die Vorrichtung eine Öffnung auf, durch
welche die Hydraulikflüssigkeit
gedrückt
wird, wobei die Öffnung
die Entfaltungsgeschwindigkeit begrenzt. Diese Öffnung ist einstellbar, um
andere Zeitabläufe
für das
Ausbringen der Tragfläche
bereitzustellen.
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Gemäß einem anderen Aspekt der
vorliegende Erfindung wird eine Vorrichtung zum Ausbringen einer Tragfläche zur
Verfügung
gestellt. Die Vorrichtung weist einen Rahmen und eine Aufstell platte
auf, die an dem Rahmen zur Schwenkbewegung um eine erste Achse angebracht
ist. Ein T-Stück
ist an dem Rahmen zur Schwenkbewegung um eine zweite Achse montiert.
Eine Flügelanordnung
ist an dem T-Stück
zur Schwenkbewegung um eine dritte Achse zwischen einer Aufbewahrungsposition
und einer ausgebrachten Stellung montiert. Die Schwenkbewegung des
T-Stücks
um die zweite Achse bewirkt eine Schwenkbewegung der Aufstellplatte
um die erste Achse und der Flügelanordnung
um die dritte Achse.
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Gemäß einem anderen Aspekt der
vorliegenden Erfindung wird die Flügelanordnung durch einen Flügel gebildet,
der an einer Flügelwurzel
angebracht ist. Weiterhin sind die erste und zweite Achse parallel
und die dritte Achse verläuft
senkrecht dazu. Gemäß einem
anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung weist die Flügelwurzel
eine Reihe von Zähnen
darauf auf und die Aufstellplatte weist eine Reihe von Zähnen darauf
auf, wobei die Zähne
auf der Flügelwurzel
und der Aufstellplatte in kämmendem
Eingriff stehen.
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Gemäß einem anderen Aspekt der
vorliegenden Erfindung wird eine zweite Vorrichtung zur Verfügung gestellt,
wobei die Aufstellplatte jeder Vorrichtung eine Reihe von abgeschrägten Zähnen an
ihrem Umfang aufweist. Eine Querwelle besitzt abgeschrägte Zähne, die
mit den abgeschrägten
Zähnen
der Aufstellplatten eingreifen, um eine gemeinsame Bewegung der
Aufstellplatten zu gewährleisten.
Gemäß einem
anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung befindet sich ein hydraulischer
Dämpfer
in Funktionseingriff mit der Querwelle, um die Bewegungsgeschwindigkeit
der Aufstellplatten zu steuern.
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Kurzbeschreibung
der Zeichnungen
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Zum vollständigeren Verständnis der
vorliegenden Erfindung und ihrer weiteren Vorteile wird nun Bezug
auf die nachfolgende Beschreibung der bevorzugten Ausführung in
Verbindung mit den beigefügten
Zeichnungen genommen, die zeigen in
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1 eine
Perspektivansicht einer Vorrichtung, welche die erste Ausführung der
vorliegenden Erfindung bildet, wobei die Tragflächen sich in der zusammengefalteten
Stellung befinden;
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2 eine
Perspektivansicht der Vorrichtung, welche die Tragflächen in
der ausgebrachten Stellung darstellt;
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3 eine
Explosionsansicht der Vorrichtung;
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4 eine
erläuternde
Ansicht der Hydraulikschaltung, der Zahnstangenwelle und des Zahnrads
der Vorrichtung;
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5 eine
Perspektivansicht der Brücke
der Vorrichtung, welche die Zahnstangenwelle, das Zahnrad und die
Nockenfläche
an der Brücke
darstellen;
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6 eine
Perspektivansicht der Brücke,
welche das Schiebezahnrad an der Brücke darstellt;
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7 eine
Perspektivansicht des Tragflügels;
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8 eine
Explosionsansicht der Durchflussöffnung
der Hydraulikbaugruppe;
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9 eine
Explosionsansicht der Vorrichtung, welche die ausgebrachte Tragfläche darstellt;
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10 eine
Perspektivansicht der Brückenkonstruktion,
welche die exzentrische Nabe darstellt;
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11 eine
Perspektivansicht der Brückenkonstruktion,
welche die an der exzentrischen Nabe angebrachte Schiebe-Zahnstange
darstellt;
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12 eine
Explosions-Perspektivansicht der Vorrichtung, die eine zweite Ausführung der
vorliegenden Erfindung bildet;
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13 eine
Explosionsansicht eines Teils der Vorrichtung von 12;
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14a und 14b die Aufstellplatte in
der entfalteten Stellung und in der zusammengefalteten Stellung;
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15 eine
graphische Darstellung des Aufrichtens gegenüber der Drehung der Vorrichtung;
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16 eine
Perspektivansicht der Vorrichtung, welche die Querwelle und den
hydraulischen Dämpfer darstellt;
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17 eine
perspektivische Detailansicht des hydraulischen Dämpfers;
und
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18 eine
Perspektivansicht der Vorrichtung, welche den Verriegelungszapfen
zeigt.
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Ausführliche
Beschreibung
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Nun auf die Figuren und insbesondere
auf 1 bis 3 Bezug nehmend, ist eine
Vorrichtung 10 dargestellt, die gleichzeitig ein Paar von
Tragflügeln 12 und 14 an
der Auflenfläche 16 einer
Brückenkonstruktion 18 ausbringen
kann. Die Brückenkonstruktion
kann ein Teil des Rahmens oder des Körpers einer Rakete oder eines
Geschosses sein. Genauer ausgedrückt,
die Vorrichtung kann an das LOCAAS/LORISK-Tragwerk für Flugobjekte
angebracht werden, obwohl die allgemeinen Prinzipien dieser Vorrichtung
darauf zugeschnitten sein könnten,
für viele
andere Anwendungen geeignet zu sein.
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Wie noch ausführlicher beschrieben wird,
erlaubt die Vorrichtung 10 eine Schwenkbewegung der Tragflächen um
Drehachsen 20, wobei die Tragflächen gleichzeitig um Aufrichtachsen 22,
die senkrecht zu den Drehachsen 20 verlaufen, schwenken,
wenn sie sich zwischen der gefalteten Stellung, dargestellt in 1, und der ausgebrachten
Stellung, dargestellt in 2,
mit einer einstellbar gesteuerten Geschwindigkeit bewegen.
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Unter Bezugnahme auf 5 ist ersichtlich, dass die Brückenkonstruktion 18 in
einer symmetrischen Art und Weise um ihre Mittellinie 24 gebildet
ist, um einen ersten Teil 56 und einen zweiten Teil 58 zu
definieren. Jeder Teil der Brückenkonstruktion
weist eine Zahnstangennabe auf, die stirnseitige Durchgänge 26 und 28 für das Aufnehmen
der Enden einer Zahnstangenwelle 30 definiert. Eine Öffnung 32 durch
jeden Teil der Brückenstruktur 18 nimmt
eine Drehachse 34 auf (am besten aus 7 ersichtlich). Ein Zahnrad 36 ist
an dem inneren Ende der Drehachse 34 zur Drehung mit ihr
durch einen Sprengring 38 befestigt. Die Zähne 40 des
Zahnrads 36 kämmen
mit den Zähnen 42 der
Zahnstangenwelle 30. Jeder Teil der Brückenkonstruktion 18 weist
weiterhin eine mit Gewinde versehene Nabe 44 auf, die einen
Begrenzungsanschlag 46 aufnimmt. Weiterhin definiert eine
Verriegelungsnabe einen Durchgang 48, der eine Drehverriegelung 50 aufnimmt,
die durch eine auf die Verriegelung 50 wirkende Feder 52 (siehe 3) in Richtung auf das Zahnrad 36 in
den Durchgang 48 gedrückt
wird.
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Wie am besten aus 4 ersichtlich ist, verbindet ein Durchgang 54 den
in dem ersten Teil 56 der Brückenkonstruktion 18 gebildeten
Durchgang 28 mit dem Durchgang 26 der zweiten
Teils 58 der Brückenkonstruktion 18.
Hydraulische Dichtungen sind an jedem Ende der Zahnstangenwellen 30 vorgesehen,
um gegen die Flächen
der Durchgänge 26 und 28 abzudichten,
um eine hydraulische Abdichtung bereitzustellen. Der Durchgang 26 des
ersten Teils 56 stellt die Verbindung zu einer Tasche 66 dar,
die sich durch die Außenfläche 16 der
Brückenkonstruktion 18 öffnet. Ein
hydraulischer Dämpfer 68,
der nachfolgend ausführlich
beschrieben wird, ist in der Tasche 66 angeordnet, um die
Bewegung der Zahnstangenwellen zu steuern.
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Der Durchgang 26 in dem
zweiten Teil, der Durchgang 54 und der Durchgang 28 des
ersten Teils 56 sind vollständig mit einer Hydraulikflüssigkeit
gefüllt.
Die Flüssigkeit
kann durch eine Einfüllöffnung für die hydraulische
Flüssigkeit 60 in
die Durchgänge
eingefüllt
werden. Es ist wichtig, die gesamte Luft und andere Gase aus den
Durchgängen
auszublasen, so dass die Flüssigkeit
das vollständige
Volumen der Durchgänge einnimmt.
Eine Einstellschraube 61 für das hydraulische Volumen
in der Einfüllöffnung 60 erlaubt
es, das Volumen in den Durchgängen
geringfügig
zu verändern,
indem die Einstellschraube hinein- oder herausgeschraubt wird. Das
erlaubt eine Einstellung des Winkels der Tragflächen, um zu sichern dass die
Tragflächen in
der zusammengefalteten oder offenen Stellung nicht schräg stehen.
Es ist erwünscht,
dass die Tragflächen in
der offenen Stellung innerhalb eines Winkels von 1/4° relativ
zueinander ausgerichtet sind.
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Gleichzeitig ist der Durchgang 26 in
dem ersten Teil 56 vollständig mit der Hydraulikflüssigkeit
gefüllt.
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Mit den gefüllten Hydraulikflüssigkeitsdurchgängen wird
jede Bewegung einer der Tragflügel
unmittelbar über
die Hydraulikflüssigkeit übertragen,
um die andere Tragfläche
zu beeinflussen. Ferner setzen Bewegungen der Tragflügel in Richtung
des Ausbringens die Hydraulikflüssigkeit
in dem Durchgang 26 in dem ersten Teil 56 unter
Druck und es wird eine Kraft auf den hydraulischen Dämpfer 68 ausgeübt, der
bewirkt, dass eine Druckmembran birst und danach die Abgabegeschwindigkeit
der Hydraulikflüssigkeit
und Ausbringungszeit der Tragflügel
gesteuert wird.
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Unter Bezugnahme auf 1, 3 und 7 ist ersichtlich, dass jede
Drehachse 34 in einem Zylinder 80 endet, durch
den eine Bohrung 82 verläuft, die sich entlang der Aufrichtachse 22 erstreckt.
Die Tragflächen 12 und 14 weisen
jeweils ein Paar Verlängerungen 84 auf,
die um die Enden des Zylinders 80 passen und in denen Bohrungen 86 ausgebildet
sind. Eine Welle 88 durchläuft die Bohrungen 82 und 86,
um die Tragflächen 12 und 14 schwenkbar
an den Drehachsen 34 für
eine Schwenkbewegung um die Aufrichtachse
22 zu befestigen.
wie am besten aus 7 ersichtlich
ist, weist jede der Verlängerungen 84 eine
Reihe von Aufrichtzähnen 90 darauf
auf.
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Wie am besten aus 1, 10 und 11 ersichtlich ist, ist an
der Außenfläche 16 um
jede Öffnung 32 eine Verschiebungszahnstange 92 angebracht.
Die Verschiebungszahnstange 92 greift mit einer exzentrischen Nabe 94 ein,
die an der Außenfläche 16 um
jede der Öffnungen 32 ausgebildet
ist, wie es aus 11 ersichtlich
ist. Die freie Fläche
der Verschiebungszahnstange 92 ist aus den Aufrichtzähnen 96 gebildet,
die mit den Zähnen 90 an
der Tragfläche
eingreifen. Die Verschiebungszahnstange 92 ist in der Lage,
eine Schwenkbewegung in Bezug auf die Drehachse 20 auszuführen. Wegen
der Exzentrizität
der Nabe 94 ist jedoch die Mittelachse der Verschiebungszahnstange 92 gegenüber der
Drehachse 20 versetzt. Wie am besten aus 10 ersichtlich ist, kann die Exzentrizität der Nabe 94 unter
Verwendung einer zylindrischen Nabe 94 erreicht werden,
deren Achse 99 gegenüber
der Achse 20 so versetzt ist, wie es dargestellt ist.
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Wie zu verstehen ist, baut sich gegen
die Tragflügel
ein Luftdruck auf, wenn die Munition, an welcher die Vorrichtung 10 angebracht
ist, zu fliegen beginnt. Die Tragflügel versuchen sich auszubringen,
setzen die Hydraulikflüssigkeit
in der Kammer 26 des ersten Teils 56 über die
Drehachsen 34 und die Zahnstangenwellen 30 unter
Druck, bis die erste Membran darin, wie sie nachfolgend beschrieben
wird, birst und gestatten es dem Luftstrom die Tragflügel in die
ausgebrachte Stellung anzutreiben. Die Bewegung der Tragflächen wird
durch die Wirkung der Hydraulikflüssigkeit für die Tragflächen synchronisiert
und durch die gesteuerte Strömungsgeschwindigkeit
von dem hydraulischen Dämpfer
erfolgt eine gesteuertes Ausbringen.
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Anstelle der Luftstromaktivierung
der Tragflügel
könnte
in dem Durchgang 28 des Teils 58 eine unter Druck
gesetzte Flüssigkeit
oder ein unter Druck gesetztes Gas vorgesehen sein, um die Tragflügel in die
ausgebrachte Stellung zu bringen. So kann zum Beispiel ein Luftdruckzylinder
oder Druckzylinder für
ein anderes Gas bei vielleicht 20,68 Mpa (3000 psi) verwendet werden,
um die Hydraulikflüssigkeit
unter Druck zu setzen und die Tragflügel auszubringen. Es kann auch
eine pyrotechnische Sprengkapsel verwendet werden, um die Hydraulikflüssigkeit
unter Druck zu setzen. Diese Verfahren würden die Tragflügel, wenn
es erwünscht
ist, gegen den Luftströmungsdruck
der Munition im Flug ausbringen.
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Außer den auf die Tragflächen wirkenden
Luftstrom zum direkten Ausbringen der Tragflächen, kann eine andere Vorrichtung,
wie zum Beispiel eine mit einem Fallschirm verbundene Betätigungsleine,
durch den Luftstrom in Tätigkeit
gesetzt, verwendet werden, um die Tragflächen auszubringen.
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Die Zahnräder 36 sind mit den
Drehachsen 34 zwecks einer gemeinsamen Drehung durch eine
Passfeder gesichert. Wenn die Schwenkbewegung um die Drehachsen 20 ausgelöst wird,
schwenken die Verschiebungszahnstangen 92 durch den Eingriff
mit den Tragflächen
ebenfalls und beginnen sich auf der Fläche 16 um die exzentrische
Nabe 94 zu drehen. Die Drehung erfolgt um die Achse 99.
Ein Freischnitt 93 in der Nabe 94 kann erforderlich
sein, damit die Zähne 90 der
Tragflächen
passieren können,
wenn sich der Tragflügel
und die Achse 34 um die Achse 20 drehen. Die Konstruktion
ist so ausgestaltet, dass, wenn die Zahnräder 36 durch die Begrenzungsanschläge 46 gestoppt
werden, die Tragflächen
durch sowohl die Bewegung um die Drehachse 20 als auch
um die Aufrichtachse 22 vollständig ausgebracht sind. Die
ausgebrachte Stellung kann geringfügig durch mit Gewinde versehene
Begrenzungsanschläge 46 in
die mit Gewinde versehenen Naben 44 hinein oder aus ihnen
heraus verstellt werden. In der ausgebrachten Stellung werden die
Drehverriegelungen 50 in die Verriegelungskerben 70 an
den Zahnrädern 36 gedrückt, um
die Tragflächen
in der ausgebrachten Stellung zu halten.
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Bezug auf 8 nehmend, steuert der hydraulische Dämpfer 68 die
Ausbringungszeit der Vorrichtung 10. Ein durchbohrtes Gehäu se 100' ist in die
Tasche 66 eingepasst und darin durch einen O-Ring 102 abgedichtet.
Das Gehäuse
definiert eine kleine Bohrung, um Hydraulikflüssigkeit aus dem Durchgang 26 in
dem Teil 56 aus der Vorrichtung 10 herauszublasen.
Eine Einstellschraube 105' für die Lochweite
ist in das Gehäuse 100' eingeschraubt.
Die Einstellschraube 105' für die Lochweite
hat ein kegelförmiges
Ende 107',
das sich in die Bohrung in dem Gehäuse 100' erstreckt. Die Schraube 105' kann in das
Gehäuse
hinein- oder herausgeschraubt werden, um die Fläche des Kreisrings zu verändern, der
zwischen dem kegelförmigen
Ende 107' und den
Wänden
der Bohrung in dem Gehäuse
gebildet wird. Eine Berstmembran 106' dichtet die Bohrung mit einem
O-Ring 108' ab.
Eine Unterlegscheibe 110' sichert
den Abdichtdruck gegenüber
der Berstmembran 106', wenn
der Sprengring 112' mit
einer Haltenut in der Tasche 66 eingreift, den Dämpfer verschließt und den O-Ring 108' zum Abdichten
zusammendrückt.
Wenn das Ausbringen der Tragflügel
beginnt, steigt der hydraulische Druck in dem Durchgang 26 schnell
an, die Membran 106' birst
und erlaubt es der Hydraulikflüssigkeit in
einer gesteuerten Menge durch die Bohrung zu entweichen und dadurch
erfolgt das Ausbringen der Tragflächen mit einer gesteuerten
Geschwindigkeit. Die Rate der Hydraulikfluidabgabe und damit die
Ausbringungszeit der Tragflügel
kann eingestellt werden, indem die Schraube 105' weiter in die
Bohrung des Gehäuses 100' geschraubt
wird, um die Fläche
des Kreisrings zwischen der Bohrung in dem Gehäuse und dem kegelförmigen Ende 107' und dadurch
auch die Strömungsgeschwindigkeit
der Flüssigkeit
durch den Kreisring und die Ausbringungszeit zu verringern, oder
indem die Schraube 105' geringfügig aus
dem Gehäuse 100' zurückgeschraubt
wird, um die Fläche
des Kreisrings zwischen der Bohrung in dem Gehäuse und dem kegelförmigen Ende 107' zu vergrößern, um
die Abgaberate der Hydraulikflüssigkeit
zu erhöhen
und dadurch die Ausbringungszeit der Tragflügel zu verringern. In einer
Ausführung
ist eine Ausbringungszeit von etwa 0,5 Sekunden erwünscht.
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Der hydraulische Dämpfer ist
durch die Außenfläche 16 der
Brükkenkonstruktion
montiert. Das gewährleistet
ein bequemes Aus wechseln der geborstenen Membran, wenn das System
zufällig
entleert werden sollte.
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Anstatt eines hydraulischen Dämpfers könnte als
Ersatz ein Stoßdämpfersystem
verwendet werden. Das Stoßdämpfersystem
würde das
Ausbringen der Tragflächen
um eine Zeit verzögern,
die durch den Stoßdämpfer bestimmt
wird.
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Wie zu verstehen ist, erleichtert
die Vorrichtung 10 die maximale Bestückung von Trägerraketen,
wie zum Beispiel TACMs oder MLRs mit Submunition. Ein minimales
intrusives Volumen und ein zweiachsiger Faltmechanismus, wie er
offenbart ist, erlaubt es den aerodynamischen Flächen oder anderen Vorrichtungen,
die sich normalerweise senkrecht zu der Länge des Körpers erstrecken, entlang der
Länge des
Submunitionskörpers
gefaltet zu werden. Die allgemeinen Prinzipien der hierin offenbarten
Vorrichtung könnten
ebenfalls darauf zugeschnitten sein, sich für viele andere, unterschiedliche
Anwendungen zu eignen.
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Durch das Anbringen der Tragflächen 12 und 14 an
der Brückenkonstruktion 18,
kann die gesamte Vorrichtung als modulare Einheit angebracht werden.
Das ermöglicht
es, den Zusammenbau und die Einstellung des abwärts gerichteten Flügelwinkels
und des Anstellwinkels vor der Befestigung an der Hauptkonstruktion
vorzunehmen und gewährleistet
einen zusätzlichen
Zugang in das Innere des Trägers
für andere
Montageaufgaben. Wenn die Tragflügel
entlang dem Rumpf eines Trägers
nach vorn gefaltet sind, können
aerodynamische Kräfte
die Energie zum Öffnen
der Tragflügel
liefern. In diesem Fall braucht der Durchgang 28 an dem
Teil 58 nicht mit einem Hochdruckgas oder einer Hochdruckflüssigkeit
versehen zu werden, um die Tragflügel zu aktivieren. Die Vorrichtung
ist jedoch gleichermaßen
an Tragflächen
anpassbar, die entlang dem Rumpf nach hinten gefaltet sind, indem
eine geeignete Energiequelle vorgesehen wird, um auf die Tragflügel so einzuwirken,
dass sie entgegen den aerodynamischen Belastungen ausgebracht werden,
wie es vorher erläutert
wurde. Die Vorrichtung funktioniert für einen großen Bereich von Dreh- und Aufstellfaltwinkeln.
Das erlaubt das Zuschneiden der Vorrichtung auf viele verschiedene
Anwendungen.
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Die Brückenkonstruktion 18 kann
ein einstückiges
Gussstück
sein, mit den Naben 94, den Naben, die erforderlich sind,
um die hydraulischen Durchgänge 26, 28, 54 und 60 zu
bilden und den Naben für
die Unterbringung der Drehverriegelungen 59, der Begrenzungsanschläge 46 und
der allgemeinen strukturellen Versteifungen. Ein Bohren des Bauteils
in einer Lehrenbohrmaschine ist nicht erforderlich. Eine einfache
Bohrvorrichtung erlaubt es, alle hydraulischen Durchgänge und
Achsen oder Verschiebungsbohrungen zu bearbeiten. Die Brückenkonstruktion
ist ausgestaltet, dass sie sowohl zu LOCAAS-Trägern für unangetriebene als auch für angetriebene
Submunition passt, ohne dass Modifikationen vorgenommen werden müssen, und
sie stellt einen Teil der oberen Rumpfbeplankung dar.
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Das Koppeln durch die Durchgänge 54,
wie es aufgezeigt wurde, kann seitenverkehrt erfolgen, oder es kann,
wenn es erwünscht
ist, sogar als ein Doppelverbindungssystem zur Anwendung kommen.
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Die Enden jedes der Durchgänge können mit
kurzen Einpress-Stopfen oder mit entfernbaren Stopfen abgesperrt
werden, wenn es erwünscht
ist. Für
ein Rückwärts-Ausbringungssystem
(d. h. die Flügel
nach vorn gefaltet) würden
sich die Zahnstangen nach vorn bewegen. Für ein Vorwärts-Ausbringungssystem (d.
h. Die Flügel
nach hinten gefaltet), würden
sich die Zahnstangen nach hinten bewegen. Eine Option für eine Energieversorgung
zum Öffnen
der Tragflächen
gegen aerodynamische Belastungen bei einem nach hinten gefalteten
System, würde,
wie bereits vorher angeführt,
erlauben, einen Gaserzeugungs-Sprengkörper zu verwenden, um das vordere
Ende einer Zahnstangenwelle unter Druck zu setzen, wobei die Öffnungsenergie
zum Öffnen
der anderen Zahnstange durch die hydraulische Verbindung übertragen
wird.
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Wenn es erwünscht ist, kann der Sprengring 38,
der das Zahnrad 36 an der Drehachse 34 befestigt, durch
Verschrauben des Zahnrads mit der Drehachse ersetzt werden.
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Der körperliche Abstand zwischen
der Achse 99 der Verschiebungszahnstange 92 und
der Drehachse 20 wird durch das gewünschte Verhältnis der Tragflächendrehung-
zu den Tragflächenaufstellungswinkeln
und durch den Teilkreisdurchmesser der Tragflächenzähne bestimmt. Für ein spezielles
Beispiel für
LOCAAS beträgt
der Drehwinkel 90°,
die Aufstellwinkel 49° und
der Tragflächenzahnrad-Teilkreisdurchmesser
15,88 mm (0,625 Inch) und der Abstand der Verschiebungszahnstangenachse
zur Drehachse muss 6,78 mm (0,267 Inch) betragen. Der Abstand oder
die Exzentrizität
kann aus der folgenden Formel abgeleitet werden: Exzentrizität = (Aufstellwinkel)
(Teilkreisdurchmesser der Tragflächenzähne)/[(360)
+ (sin(Drehwinkel))]
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Diese Formel nimmt an, dass der exzentrische
Abstand der Drehachse 20 und der Verschiebungszahnstangenachse 99 parallel
zu der Flügelaufstellungsachsenmittellinie 22 bei
der Vorrichtung in zusammengefalteter Stellung ist und dass die
Achse 90° um
die Achse 20 gedreht ist.
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Die Faltachsenbewegung nähert sich
der aufgerichteten Stellung, indem sie einem Teil einer Sinuskurve
folgt, d. h. Aufstellwinkel = (gesamter Faltwinkel)
(sin [Drehwinkel])
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Diese spezielle erläuterte Anordnung
ermöglicht
es, dass die Flügelaufstellungsbewegung
zu einem sehr sanften Stillstand kommt, so dass ein Dämpfen nur
in Richtung der Drehachse erforderlich ist.
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In dem nachfolgenden Diagramm ist
das vorher angeführte
Anwendungsbeispiel dargestellt, wobei darin die Geschwindigkeit
der Drehachsenbewegung gegenüber
der Aufrichtachsenbewegung darge stellt ist. Null Grad Drehwinkel
und Null Grad Aufrichtwinkel entsprechen der zusammengefalteten
Stellung.
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Das Festlegen des exzentrischen Abstands
der Drehachse und der Verschiebungszahnstangenachse in einer Ausrichtung,
die nicht der Stellung der Aufrichtachse des geschlossenen Tragflügels entspricht,
verschiebt die Aufrichtbewegung zu einem anderen Teil einer Sinuskurve.
Diese Erscheinung kann verwendet werden, die Aufrichtbewegung an
zusätzliche
Energie zum Eingreifen von Verriegelungsmechanismen oder anderen
Vorrichtungen, die höhere
Schließstöße erfordern,
anzupassen. Die Ausrichtung der Exzentrizität, wie sie in dem vorher angeführten LOCAAS-Beispiel
erfolgt, hat jedoch den Vorteil, dass positive und negative Auftriebsbelastungen
auf den Flügel
keine Drehmomente um die Drehachse erzeugen können. Das verringert wesentlich
die Kräfte,
die versuchen, die Verriegelungsvorrichtung der Drehachse zu lösen.
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Wenn auch die vorliegende Erfindung
für das
Ausbringen von zwei Tragflächen
erläutert
ist, kann jede Anzahl von Tragflächen
durch Verbinden der Tragflächen
durch eine Hydraulikflüssigkeitsverbindung,
wie sie vorher beschrieben ist, ausgebracht werden. So können zum
Beispiel vier Tragflächen
gleichzeitig ausgebracht werden, wenn es erwünscht ist, wobei die hydraulischen
Kreisläufe 26, 54, 28 in
Reihe verbunden sind, um vier Tragflächen in einer gesteuerten,
synchronen Art und Weise auszubringen.
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Nun auf 12 bis 18 Bezug
nehmend, wird eine zweite Ausführung
der vorliegenden Erfindung beschrieben, die durch eine Vorrichtung 100 gebildet
ist. Die Vorrichtung weist ein Paar von Flügelausbringungsvorrichtungen 132 auf,
von denen jede eine Tragfläche
oder einen Flügel 104 hat.
Die Vorrichtung 100 ist auf der Brückenkonstruktion 102 montiert,
die ebenfalls ein Teil des Rahmens oder des Körpers einer Rakete oder eines
Geschosses sein kann. Die Vorrichtung 100 bringt die Flügel 104 mit
einer gesteuerten Geschwindigkeit gleichzeitig aus einer gefalteten
Stellung in die ausgebrachte Stellung aus.
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Auf jeder Seite der Mittellinie der
Brückenkonstruktion 102 ist
eine kreisförmige
Tasche 106 ausgebildet. Eine Aufstellplatte 108 ist
in die Tasche so aufgenommen, dass sie durch die Wände der
Tasche begrenzt ist, jedoch um die Achse 130, die in 14A und 14B dargestellt ist, in der Tasche schwenken
kann. Die Aufstellplatte 108 hat eine geformte Öffnung 110,
welche einen Teil 113 eines T-Verbindungsstücks 112 aufnimmt. Eine
Befestigungsschraube 114 ist von oben in den T-Teil 115 des
T-Verbindungsstücks
eingesetzt, wobei der Kopf der Schraube gegen einen Flansch in dem
Verbindungsstück
drückt.
Die Befestigungsschraube ist dann in die Brückenkonstruktion 102 eingeschraubt,
um das T-Verbindungsstück und die
Aufstellplatte 108 in der Tasche 106 zu befestigen.
Das T-Verbindungsstück 112 kann
um eine Drehachse 116 schwenken, die mit der Mittellinie
der Befestigungsschraube 114 übereinstimmt, wobei die Aufstellplatte
um die Achse 130 an dem Mittelpunkt der Tasche 106 schwenkt.
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Die Vorderfläche 118 der Aufstellplatte 108 ist
mit einer Reihe von Zähnen 120 versehen.
Eine Flügelwurzel 122 ist
an dem T-Verbindungsstück 112 an
dem T-Teil 115 durch einen Achszapfen
124 montiert,
der es gestattet, dass die Flügelwurzel 122 um
eine Aufrichtachse 126 in Bezug auf das T-Verbindungsstück 112 schwenken
kann. Die Flügelwurzel
ist mit einer Reihe von Zähnen 128 versehen,
die mit den Zähnen 120 an der
Aufstellplatte 108 kämmen.
Der Flügel 123 selbst
ist mit der Flügelwurzel
verschraubt oder in anderer Weise an dieser befestigt, um eine vollständige Flügelanordnung
oder Tragfläche 104 zu
bilden. wie unter Bezugnahme auf 14a, 14b und 15 zu verstehen ist, übt, wenn der Luftstrom auf
den Flügel 123 und
die Flügelwurzel 122 trifft,
dieser eine Kraft aus, die danach trachtet, den Flügel, die
Flügelwurzel
und das T-Verbindungsstück 112 um
die Drehachse 116 des T-Verbindungsstücks 112 zu drehen.
Wegen des Eingriffs zwischen den Zähnen 128 der Flügelwurzel 122 und
den Zähnen 120 der
Aufstellplatte 108 wird die Aufstellplatte 108 ebenfalls
gleichzeitig geschwenkt. Die Aufstellplatte 108 dreht sich
jedoch um die Mittelachse 130, die von der Drehachse 116 beabstandet
ist. Somit verschieben sich die Aufstellplatte 108 und
das T-Verbindungsstück 112 wirksam
relativ zueinander, so dass die Zähne 120 an der Aufstellplatte 108 mit
den Zähnen 128 an
der Flügelwurzel 122 eingreifen
und bewirken, dass die Flügelwurzel
sich zwischen der zusammengefalteten Stellung F und der aufgerichteten
Stellung E bewegt. Die geformte Öffnung 110 muss
ausreichend groß sein,
um die zwischen der Aufstellplatte 108 und dem T-Verbindungsstück 112 erforderliche
Bewegung zu erlauben. Sie ist in 14a und 14b als eine nierenförmige Öffnung dargestellt,
welche der Vorrichtung bidirektionale Eigenschaften verleiht, die
es erlauben, den Flügel
aus der zusammengefalteten Stellung in jede Richtung aufzustellen.
Wenn jedoch nur eine Richtung erforderlich ist, kann die Öffnung 110 in
geeigneter Weise modifiziert werden. Ferner kann, wenn es erwünscht ist,
offensichtlich die Öffnung 110 einfach
ein Kreis sein, der groß genug
ist, um die erforderliche Bewegungsgröße aufzunehmen.
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15 zeigt
ein Diagramm für
die Ausbringung des Flügels
aus der zusammengefalteten Stellung F in die ausgebrachte oder aufgestellte
Stellung E. Die Ausbringung folgt einem Teil einer Sinuskurve S,
der durch den Winkelversatz und den radialen Ver satz der T-Stück-Drehachse 116 und
der Aufstellplatten-Drehachse 130, den Gesamtbetrag der
Drehung und den Teilkreisdurchmesser der Zähne an der Flügelwurzel
und an dem T-Verbindungsstück
definiert sein kann. Durch Positionieren der ausgebrachten Stellung
in Richtung auf den oberen Teil der Sinuskurve, in dem die Rate
von der Aufstellung zur Drehung abnimmt, wird die Bewegungsgröße der Vorrichtung
an der ausgebrachten Stellung verringert, um einen sanfteren Eintritt
in die ausgebrachte Stellung zu erreichen.
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Wie aus 16 zu erkennen ist, kann ein Paar der
Flügelausbringungsvorrichtungen 132 an
der Brückenkonstruktion 102 angebracht
und gleichzeitig durch die Verwendung einer Querwelle 134 betätigt werden. Die
Querwelle 134 ist zur Drehbewegung um ihre Längsachse
in der Brückenkonstruktion
montiert. Die Rückseite 138 jeder
Aufstellplatte 108 ist mit abgeschrägten Zähnen 140 versehen.
Die Enden der Querwelle 134 sind ebenfalls mit abgeschrägten Zähnen 142 ausgebildet,
die mit den Zähnen 140 kämmen. Somit
wiederholt sich die Schwenkbewegung der Aufstellplatte 108 in
der anderen Aufstellplatte 108 und umgekehrt über die Querwelle 134.
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Die Querwelle 134 kann auch
mit geraden Zähnen 144 versehen
sein, um mit einem hydraulischen Dämpfer 146 einzugreifen,
um die Ausbringungsgeschwindigkeit der Flügel zu steuern. Ein Teil des
hydraulischen Dämpfers 146 wird
durch die Brückenkonstruktion 102 selbst
gebildet und definiert eine erste Fluidkammer 148 und eine
zweite Fluidkammer 150, die durch einen offenen Kanal getrennt
sind, der sich gegenüber der
Querwelle 134 befindet. Ein Dämpferkolben 152 ist
an seinen Enden in der ersten und zweiten Flüssigkeitskammer 148 und 150 durch
Paare von Dichtungsringen abgedichtet. Der mittlere Teil des Dämpferkolbens 152 ist
mit Zahnstangenzähnen 156 versehen,
die mit den Gradstirnradzähnen
an der Querwelle 134 kämmen. Am
Ende der zweiten Flüssigkeitskammer 150 gegenüber dem
Dämpferkolben 152 befindet
sich ein Stopfen 158, der die Flüssigkeitskammer abdichtet,
es jedoch erlaubt, dass Flüssigkeit
hinzugefügt
werden kann, wenn es erforderlich ist. Die erste Flüssigkeitskammer 148 ist
vorzugsweise eine Blindbohrung, obwohl ein Stopfen an ihrem Ende
angebracht werden kann, wenn es gewünscht wird.
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Eine Feder 160 ist in der
zweiten Flüssigkeitskammer 150 zwischen
dem Stopfen 158 und dem Dämpferkolben 152 positioniert,
um entweder die Flügelausbringung
zu unterstützen
oder zu verzögern,
je nachdem, welche spezielle Richtung der Flügelausbringungsdrehung gewählt ist.
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Ein Durchgang 164 ist durch
den Dämpferkolben 152 ausgebildet,
um die erste und die zweite Flüssigkeitskammer 148 und 150 zu
verbinden. Der Durchgang 164 ist mit verschiedenen Durchmessern
ausgebildet. Ein Ablassdurchgang 166 hat einen kleinen Öffnungsdurchmesser,
um die Strömungsgeschwindigkeit der
Flüssigkeit
von einer Flüssigkeitskammer
zur anderen steuern zu können.
Ein Zwischendurchgang mit einem größeren Durchmesser 168 weist
eine mit Gewinde versehene wand auf, um eine mit Gewinde versehene Strömungsgeschwindigkeits-Einstelleinrichtung 170 aufzunehmen.
Die Strömungsgeschwindigkeits-Einstelleinrichtung
weist an ihrem Ende einen Zapfen 172 auf, der sich in den
Ablassdurchgang 166 erstreckt. Entweder der Entlüftungsdurchgang 166 oder
der Zapfen 172 oder beide sind kegelförmig ausgebildet, so dass ein Einschrauben
der Strömungsgeschwindigkeits-Einstelleinrichtung 170 den
Zapfen 172 entweder weiter in den Ablassdurchgang 166 bewegt
oder ihn aus dem Ablassdurchgang zurückzieht, dadurch die wirksame Öffnungsgröße für die Strömung der
Flüssigkeit
zwischen den Flüssigkeitskammern 148 und 150 verändert und somit
eine Steuerung für
die Ausbringungsgeschwindigkeit der Flügel zur Verfügung stellt.
Ein Federdurchgang 174 weist einen größeren Durchmesser auf, der
einen Teil der Feder 160 enthält und eine ringförmige Federfläche 176 definiert,
gegen die das Ende der Feder in dem Kolben drückt. Die Fläche 176 ist in dem Übergang
zwischen dem Federdurchgang 174 und dem Zwischendurchgang 168 ausgebildet.
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Bezug auf 18 nehmend, kann die Tasche 106 in
der Brückenkonstruktion 102 einen
Verriegelungszapfen 178 aufnehmen. Der Verriegelungszapfen
wird durch eine Feder 180 nach außen gedrückt. Wenn die Aufstellplatte 108 in
eine Stellung mit ausgebrachtem Flügel schwenkt, wird der Verriegelungszapfen 178 in
ein Verriegelungszapfenloch 182 in der Aufstellplatte 108 gedrückt, um
die Aufstellplatte 108 und den Flügel in der ausgebrachten Stellung
zu verriegeln. Wenn es erwünscht
ist, kann der Zapfen 178 durch ein geeignetes Werkzeug
von der Außenfläche der
Aufstellplatte 108 aus dem Loch 182 herausgestoßen werden,
um es dem Flügel
zu erlauben, sich in die zusammengefaltete Stellung zurückzubewegen.
Wenn eine Doppel-Flügelausbringungsvorrichtung 132 verwendet
wird, können
Verriegelungszapfen 178 in jeder Flügelausbringungsvorrichtung
verwendet werden, wenn es gewünscht
wird. Alternativ kann ein einziger Verriegelungszapfen in einer Vorrichtung
wirksam sein, um beide Vorrichtungen in der ausgebrachten Stellung
zu verriegeln. Es ist klar, dass, wenn ein Verriegelungszapfen für jede Vorrichtung
verwendet wird, beide Verriegelungszapfen gleichzeitig zurückgezogen
werden müssen,
um es der Vorrichtung zu gestatten, in die zusammengefaltete Stellung zurückzukehren.
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Wegen der kritischen Kraftübertragung
zwischen den Zähnen
der Flügelwurzel 122 und
dem T-Verbindungsstück 112 wird
es bevorzugt, die Flügel
in zwei Teilen auszuführen,
aus der Flügelwurzel 122 und
aus der aerodynamischen Flügelbefestigung 123,
die mit der Flügelwurzel 122 verschraubt
oder in anderer Weise an ihr befestigt ist. So kann zum Beispiel
die Flügelwurzel 122 aus
Stahl mit einer Festigkeit von 18,28 kp/cm2 (260
kpsi) hergestellt sein, während
der daran befestigte Flügel
aus Aluminiumguss hergestellt ist. So wies zum Beispiel in einer
Konstruktion, die gemäß den Merkmalen
der Erfindung aufgebaut war, die Flügelwurzel 122 Abmessungen
von etwa 7,6 × 7,6
cm (3 × 3
Inch) auf, während
der daran befestigte Flügel
30,5 cm (12 Inch) lang und 10,16 cm (vier Inch) breit war. Der Flügel 123 würde über die
Flügelwurzel 122 passen,
einschließlich
der Enden des Achszapfens 124, um den Achszapfen 124 an
seinem Platz zu halten.
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Alternativ kann der Achszapfen 124 durch
Gesenkschmieden, Verschrauben oder in anderer Weise in der Flügelwurzel 122 befestigt
sein, um seine unabsichtliche Bewegung zu verhindern.
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Obwohl die vorliegende Erfindung
in Bezug auf ihre besonders bevorzugten Ausführungen beschrieben ist, können verschiedene
Veränderungen
und Modifikationen von einer Fachperson erkannt werden. Es ist beabsichtigt,
dass die vorliegende Erfindung solche Veränderungen und Modifikationen
als in den Schutzumfang der beigefügten Ansprüche fallend einschließt.
