DE4019482C2 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft eine Stelleinrichtung gemäß dem Oberbegriff
des Anspruches 1, wie sie aus der DE-AS 10 65 241 als sogenannter
Schraubentrieb beispielsweise zur Betätigung von Einstellvorrichtungen
bekannt ist. Die Bewegung der Mutter längs der Spindel ist durch
radial in des Spindel-Gewinde eingreifende Stifte begrenzt, gegen
die jeweils eine stirnseitige Schulter der Mutter in Umfangsrichtung
der Spindel zur Anlage kommt, so daß ein axiales Festklemmen zwischen
Anschlagflächen vermieden ist. Dies gilt entsprechend für die nicht-
verkeilende Spindellaufmutter-Kombination nach der US-PS 29 44 436.
Dagegen besteht bei einer Ruderstelleinrichtung gemäß DE-OS 37 02 733
die Gefahr, daß die Laufmutter und damit das von ihr eingestellte
Funktionsglied (dort ein Projektil-Ruder) in der einen oder in der
anderen Endposition hängenbleibt und somit zu ernsthaften Funktions
beeinträchtigungen führt, weil das Muttergewinde zu sehr gegen das
Spindelgewinde verspannt ist, wenn die dort noch vorgesehenen, quer
zur Längsachse der Spindel sich erstreckenden stirnseitigen An
schlagflächen z. B. mit hoher Geschwindigkeit gegeneinander in Anlage
gebracht werden. Dann wird nämlich die hohe kinetische Energie der
bewegten Massen in ein Anzugsmoment der Mutter
auf die entsprechende Gegenfläche umgesetzt, so daß womöglich danach
das Drehmoment des Antriebsmotors zur spindelgetriebenen Mutterbe
wegung nicht mehr ausreicht, diese wechselseitige Verspannung auch
wieder zu lösen.
Solche kinetischen Bedingungen liegen nicht vor, wenn die Anschlagbe
wegung mit möglichst axialer Komponente gewählt wird, wie
im Falle einer in Umfangsrichtung orientierten Anschlagbewegung,
so daß kein Verspannen der Gewindepaarung auftritt, sondern bei
gegensinniger Antriebsbewegung einfach die Anlageflächen quer zur
Spindellängsrichtung wieder voneinander abheben können. Allerdings
ist es kritisch, für die Bewältigung großer Kräfte (wie sie insbe
sondere bei der Einstellung der Ruder schnellfliegender Projektile
auftreten) zur Vermeidung des Endanschlag-Verkeilungseffektes gemäß
der gattungsbildenden Vorveröffentlichung die Struktur der Stellspin
del durch radial eingreifende Anschlagsstifte zu schwächen, und
auch die dynamische Beanspruchbarkeit solcher Stifte gegen mit voller
Verstellgeschwindigkeit und hoher Last anlaufende Anschlagflächen
ist zumindest kritisch. Zwar könnte man Bremsmaßnahmen realisieren,
aber das würde den nutzbaren Verstellweg der Laufmutter einschränken
und zusätzliche, funktionskritische sowie montageaufwendige Maßnahmen
erfordern.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Stelleinrichtung
gattungsgemäßer Art zu schaffen, die die Realisierung einer klein
bauenden klemmfreien Bewegungsbegrenzung einer Spindel-Laufmutter
mit hoher Funktionssicherheit unabhängig von der Auflaufgeschwin
digkeit der Mutter auf den Anschlag ermöglicht, so daß die Stellein
richtung insbesondere auch für die Verstellung und Positions-Halterung
von strömungsdynamisch höchst-beanspruchbaren Projektil-Rudern in
kleinen Einbauräumen einsetzbar ist.
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die gattungs
gemäße Stelleinrichtung nach dem Kennzeichnungsteil des Anspruches
1 ausgelegt ist. Solche Auslegung vermeidet Spindel-Bruchgefahren
durch Schwächung mittels quereingesetzter Anschlagsstifte und ist
insbesondere außerordentlich hoch beanspruchbar, weil die jeweils
paarweise miteinander zusammenwirkenden Anschlagflächen in Richtung
der Spindelachse und quer dazu sehr groß ausgelegt werden können,
so daß trotz nur geringer spezifischer Flächenbelastung große Kräfte
aufgenommmen und großflächig auf die tragende Spindel abgeleitet
werden können. Die verspannungsfrei tangential, also in Richtung
der Gewindegänge orientierte Anlage der Bewegungs-Begrenzungsflächen
zwischen Spindel und Laufmutter ermöglicht also ohne wesentliche
Vergrößerung des Bauvolumens die volle Ausnutzung des Mutter-Verstell
hubs, ohne Einbauvolumen für Bremsmittel zu benötigen, die bei einem
einfachen Stift-Anschlag für die hier auftretenden Belastungsverhält
nisse unumgänglich wären.
Im Gegensatz zum konstruktiv vorgegeben zu positionierenden Stiftan
schlag erlaubt darüber hinaus der längs der Spindel jeweils einstell
bare Endanschlag nach vorliegender Erfindung, die in der Längsmittel
ebene durch die Spindelachse liegenden Anschlagflächen in solcher
Position auf der Spindel festzulegen, daß eine möglichst großflächi
ge Überdeckung der zusammenwirkenden Anschlagflächen gerade noch
ohne Berührung der beiderseitigen eingängigen Schraubenflächen sicher
gestellt ist, so daß funktionsstörende Verformungen aufgrund Material
überbeanspruchung bei nur geringer Flächenüberdeckung sicher vermieden
sind.
Die erfindungsgemäße Lösung stellt also die großflächige Aufnahme
auf hoher abzufangender kinetischer Energien beim Stillsetzen der
gegen den Anschlag laufenden Mutter sicher, ohne daß dabei funktions
kritische Deformationen oder gar Zerstörungen von Konstruktions
elementen zu befürchten sind, wobei die in tangentialer Richtung
orientierte Kraftaufnahme keilartige Verklemmungswirkungen ausschließt.
Diese Einstellbarkeit ist konstruktiv besonders einfach und dabei
funktional höchst zuverlässig realisierbar, wenn der jeweilige gerä
tefeste, nämlich von der Spindel getragene Endanschlag für die Lauf
mutter jeweils axial zweigeteilt nach Art eines Kontermutter-Paa
res ausgelegt ist. Für die Einstellbarkeit des jeweiligen Endan
schlags, also für die Verdrehung und Sicherung des der Mutter zu
gewandten Anschlagteiles auf dem Spindel-Gewinde, können die Teile
mit peripheren Flächen für den Ansatz von Schraubenschlüsseln oder
mit Steckschlüssel-Ausnehmungen ausgestattet sein, so daß sich eine
besonders feinfühlige Positionierung und sichere Konterung des An
schlags realisieren läßt.
Die Verstellbarkeit für die Feinjustage der Endanschläge ist aber
auch dadurch realisierbar, daß jeder Endanschlag gegen ein an der
Spindel vorgesehene Wellenschulter definiert verspannt wird. Dabei
beeinflußt das Anzugsmoment die axiale Position der entsprechenden
Anschlagfläche. Es variieren hierbei die Anzugsmomente nicht sehr
stark, da der Verstellweg, der notwendig ist, um die erwähnte groß
flächige Anlage zwischen zusammenwirkenden Flächen zu schaffen,
durch einen einzigen Gewindegang festgelegt ist.
Gundsätzlich kann bei der erfindungsgemäßen Lösung zusätzlich vor
gesehen sein, hinter dem Endanschlag ein Element aus verformbaren
Material einzufügen, das etwa als Beilagscheibe ausgebildet und
im Zuge der Einstellung längs des Spindel-Gewindes in axialer Richtung
auf Druck beansprucht wird. Das erleichtert eine sehr exakte Posi
tionierung der wirksamen Anschlagfläche und weist den zusätzlichen
Vorteil auf, den Aufprall der mit hoher kinetischer Energie auflau
fenden Mutter zu dämpfen, was zur Vermeidung von Deformationen und
Brüchen im Bereiche der kraftaufnehmenden Anschlagflächen beiträgt.
Um die Längsbeanspruchung der Gewindepaarung zwischen Spindel und
Anschlagmutter in Grenzen zu halten, ist eine axial möglichst lange
Gewindeführung der Spindel in der Mutter anzustreben, was jedoch
die axiale Abmessung dieser Stelleinrichtung ungewünscht vergrößern
würde. Das läßt sich jedoch dadurch kompensieren, daß erfindungsge
mäß eines der beim Anschlag in Wechselwirkung geratenden Konstruk
tionselemente, vorzugsweise die Laufmutter, mit einer stirnseitigen
koaxialen Aussparung ausgebildet ist, in die das andere Teil ein
greift, das dadurch eine entsprechend verlängerte Gewindeführung
erfährt. Der die Aussparung radial begrenzende Bund weist dann auf
seiner Stirnfläche die eingängige Schraubenfläche auf, deren Enden
durch die tangential orienterte Anschlagfläche miteinander verbunden
sind. Wenn diese Aussparungen an den beiden Stirnseiten der Laufmutter
ausgebildet sind, ergibt sich auch der funktionale Vorteil einer
verringerten Gewindereibung wegen axialer Verkürzung des Gewindes
in der Mutter. Die lage der wirksamen Anschlagflächen in relativ
großem Abstand von der Spindelachse, nämlich axial außerhalb der
Aussparung und des hier eingreifenden Gegenstückes, erbringt wegen
des großen Hebelarmes eine hohe Beanspruchbarkeit bei der Aufnahme
der von der auflaufenden Mutter aufgebrachten Kräfte. Zusätzlich
ergibt sich eine Reduzierung des Reibungsmomentes zwischen Mutter
und Spindel, wenn die Mutter in als solcher bekannter Weise einen
Gewindeeinsatz aus reibungsverminderndem Material aufweist. Dabei
kann es sich um eine Gewinde-Einsatzbuchse aus Bronze oder dergleichen
handeln.
Sowohl die von der Spindel bewegbare Mutter als auch die Endanschläge
- diese auch in Ausführung als geteilte Kontermuttern - können span
los geformt werden, bei geringen Erfordernissen mechanischer Nachbear
beitung. Wegen ihrer kleinen Masse wird die Massenträgheit der Spindel,
die vorzugsweise als Drehteil ausgebildet ist, durch die Ausstattung
mit diesen Endanschlägen praktisch nicht vergrößert. Dennoch kann
die Stelleinrichtung für große Axialkräfte ausgelegt werden, wie
sie insbesondere bei mit Überschallgeschwindigkeit fliegender Lenk
munition von deren Rudern ausgeübt werden. Aber auch für den Einsatz
in kleinkalibrigen Unterwasserlaufkörpern ist dieser kompakte Aufbau
geeignet.
Die entgegen der Anschlag-Beanspruchungsrichtung wirkende Verstei
fung hinter den Anschlagflächen ist stets schraubenförmig hinterschnit
ten, so daß sich in der Anschlag-Endstellung keine Flächen berühren,
die in Axialrichtung der Spindel und damit auf Verkeilung beansprucht
werden. Denn diese Schraubenflächen weisen eine Steigung auf, die
etwas größer als diejenige des Spindel-Gewindes ist.
Im übrigen ist die Mutter für exzentrische Kraftaufnahme mittels
eines vorzugsweise einstückig angeformten Ansatzes ausgelegt, der
sich durch den Führungsschlitz in einer die Spindel umgebenden Hülse
erstreckt und somit zugleich als Verdrehsicherung der Mutter bei
sich drehender Spindel wirkt. Um die hohen Kräfte, wie sie durch
Hertz'sche Pressungen auftreten, verformungsfrei aufnehmen zu können,
besteht die Hülse vorzugsweise aus Stahl.
Um zwischen der spindelgeführten Laufmutter und der sie umgebenden
geschlitzten Hülse die Reibung zu vermindern, ist es vorteilhaft,
wenn die Mutter an ihrer Außenmantelfläche zumindest in der Nachbar
schaft der Stirnseiten eine gleitende Hülsenführung erfährt, die
aus reibungsverminderndem Material erstellt ist. Dazu kann die Mut
ter mit Bronzeringen ausgestattet sein, die in der Nachbarschaft
der Stirnseiten auf die Mutter aufgepreßt sind.
Vorzugsweise umgreift ein das Drehmoment auf die Ruderwelle übertra
gendes Finger-Paar mit zueinander parallelen Innenschenkelflächen
ballige Gegenflächen am von der Mutter radial wegstehenden Betäti
gungs-Ansatz, wobei zur Verringerung der Flächenpressung jede dieser
beiden balligen Flächen einen Radius aufweist, der größer als der
halbe lichte Innenabstand zwischen den parallelen Finger-Flächen
ist. Zwischen diesen in Spindelrichtung gelegenen balligen Anlage
flächen und der Mutter selbst liegt also ein hinterschnittener Ver
bindungsabschnitt des radial durch den Hülsen-Schlitz hindurchgrei
fenden Ansatzes. Um auch im Bereiche der Mutter-Endstellung, also
beispielsweise bei großen Ruder-Anstellwinkeln, maximale Drehmomente
zu beherrschen, kann die Flankenform des balligen Ansatzes so gewählt
werden, daß sich infolge der Abwälzbewegung der linearen über der
balligen Fläche mit zunehmender Auslenkung das wirksame Untersetzungs
verhältnis vergrößert. Die Kräfte, die auf die Welle wirken und
von der Laufmutter aufzunehmen sind, werden mit gutem Wirkungsgrad
über die balligen Abwälzflanken des Ansatzes übergeleitet. Weder
der Wirkungsgrad noch das Drehspiel wird durch Achsabstand zwischen
der Laufmutter und der Welle beeinflußt. Eine Schneckengetriebe-Kopp
lung dagegen müßte einen sehr kleinen Modul haben, damit sie auf
gleichem Raum unterzubringen wäre, was aber bereits bei geringer
Änderung des Achsabstandes entweder zu einem Verklemmen oder zu
einem unzulässigen Spiel führen würde. Schon aufgrund elastischer
Verformungen der mechanisch hoch beanspruchten Konstruktionsteile
sind die erwähnten Achsabstände in der Praxis aber nicht konstant
zu halten. Deshalb ist hier anstelle einer üblichen Evolventen-Ver
zahnung oder eines herkömmlichen Schneckengetriebes der nach Maßgabe
des vorgesehenen Stellweges hinterschnittene Ansatz ausgebildet.
Durch Auswahl eines selbsthemmenden Getriebes für den Schraubtrieb
aus Laufmutter und Stellspindel ist es möglich, ein Verdrehen der
externen Welle und somit z. B. der damit verbundenen aerodynamischen
Steuerfläche bei inaktiven Betriebszuständen des Stellsystems bzw.
in ungelenkten Flugphasen zu verhindern. Das erübrigt aufwendige
Maßnahmen zur Arretierung der über den Laufwellen-Ansatz einzustellen
de Welle wie eine elektromechanische Haltebremse. Als Gewinde für
diesen Schraubtrieb kommt vor allem ein Spitzgewinde in Betracht.
Im Vergleich zu einem Kugelgewindetrieb hat ein Spitzgewinde nämlich
eine wesentlich höhere Tragfähigkeit bei kleinem Einbauraum, und
es auch kostengünstiger herstellbar und weist bereits die zweck
mäßige Selbsthemmung auf.
Ausführungsbeispiele der Erfindung ergeben sich aus
der nachfolgenden Beschreibung eines in der Zeichnung in vergrößertem
Maßstab vereinfacht dargestellten Ausführungsbeispiels zur erfin
dungsgemäßen Stelleinrichtung. Es zeigt
Fig. 1 eine teilweise längsgeschnittene Seitenansicht der Stell
einrichtung und
Fig. 2 eine der Fig. 1 ähnliche Ansicht eines Aus
führungsbeispiels.
Fig. 1 zeigt eine teilweise längsgeschnitten gezeichnete Stelleinrich
tung 10 für ein Ruder eines Projektils. Ein abgebrochen skizzierter
Antriebsmotor 12 treibt eine Spindel 14 mit Außengewinde 16. Die
Stelleinrichtung 10 weist außerdem eine am Motor 12 gehalterte Hülse
18 auf, die die Spindel 14 konzentrisch umgibt und an ihrem vom
Motor 12 entfernten Endabschnitt 20 mit einem Außengewindeabschnitt
22 zur Montage ausgestattet ist. Mittels eines Stiftes 72 (Fig. 2)
ist eine Verdrehsicherung am Motor 12 gegeben. Die Hülse 18 ist
außerdem mit einem länglichen Schlitz 24 ausgebildet, der
sich in axialer Richtung der Hülse 18 erstreckt.
Die Spindel 14 erstreckt sich durch eine Mutter 26 hindurch,
von deren Außenfläche 28 ein Ansatz 30 wegsteht. Der Ansatz
30 ist mit der Mutter 26 vorzugsweise einstückig ausgebildet.
Mit der Bezugsziffer 32 ist eine Ruderwelle bezeichnet, von
der zwei Finger 34 voneinander beabstandet wegstehen. Die
Finger 34 weisen zueinander parallele Flächen 36 auf, die an
passend balligen Gegenflächen 38 des von der Mutter 26
wegstehenden Ansatzes 30 anliegen. Eine detailliertere
Beschreibung der eine Gabel bildenden Finger 34 und des von
der Mutter 26 radial wegstehenden Ansatzes 30 folgt weiter
unten. Durch die Ausbildung des Ansatzes 30 und der beiden
Finger 34 mit geeigneten Flächen 36 bzw. 38 ergibt eine
axiale Verstellung der Mutter 26 entlang der Spindel 14 eine
Drehbewegung der Ruderwelle 32 im Uhrzeigersinn oder im
entgegengesetzten Uhrzeigersinn.
Der Ansatz 30 erstreckt sich durch den in der Hülse 18
ausgebildeten Schlitz 24 hindurch, so daß die Mutter 26 an
einer Verdrehung um die zentrale Längsmittellinie 40 bzw. um
die Spindel 14 herum gehindert ist. Eine Drehung der Spindel
14 um die zentrale Längsmittellinie 40 herum, die durch den
Antriebsmotor 12 der Rotorstelleinrichtung 10 bewirkt wird,
ergibt demzufolge eine lineare Verstellbewegung der Mutter 26
und somit eine Verdrehung der Ruderwelle 32.
Zur Begrenzung der axialen Verstellbewegung der Mutter 26 in
Bezug auf die Spindel 14 sind zwei Endanschläge 42
vorgesehen. Die Endanschläge 42 sind an der Spindel 14
verstell- und fixierbar angeordnet. Zu diesem Zweck sind die
beiden Endanschläge 42 vorzugsweise als Kontermuttern
ausgebildet. Jeder Endanschlag 42 ist mit einer
Anschlagfläche 44 versehen. Die Anschlagflächen 44 sind
vorzugsweise in einer Radialebene orientiert, welche die
zentrale Längsachse 40 enthält. Die Mutter 26 ist mit
Gegenanschlagflächen 46 ausgebildet, die wie die
Anschlagflächen 44 der Endanschläge 42 orientiert sind, d. h.
in Radialebenen vorgesehen sind, welche die zentrale
Längsmittellinie 40 beinhalten. Jeder Endanschlag 42 weist
einen ersten Abschnitt 48 und einen axial daran
anschließenden zweiten Abschnitt 50 auf, wobei der zweite
Abschnitt 50 einen größeren Durchmesser besitzt als der
zugehörige erste Abschnitt 48. Die den Übergang zwischen dem
ersten Abschnitt 48 und dem zweiten Abschnitt 50 bildende
Übergangs- bzw. Stirnfläche jedes Endanschlages 42 ist als
eingängige Schraubenfläche 52 ausgebildet, deren beide Enden
54 durch die zugehörige Anschlagfläche 44 miteinander
verbunden sind. Die Mutter 26 ist an ihren beiden voneinander
abgewandten Stirnseiten mit entsprechenden eingängigen
Schraubenflächen 56 ausgebildet, deren Enden 58 mittels der
zugehörigen Gegenanschlagfläche 46 miteinander verbunden
sind. Die Schraubenflächen 56 begrenzen jeweils einen Bund 60
der Mutter. Jeder Bund 60 begrenzt in radialer Richtung eine
stirnseitige Aussparung 62 in der Mutter 26, wobei der lichte
Durchmesser jeder Aussparung 62 größer ist als der
Durchmesser des ersten Abschnittes 48 jedes Endanschlages 42,
so daß die Mutter 26 axial relativ über den ersten Abschnitt
48 beweglich ist, bis die Gegenanschlagfläche 46 der Mutter
26 großflächig an der Anschlagfläche 44 des entsprechenden
Endanschlages 42 anliegt. Die Schraubenflächen 52 und 56 sind
derartig ausgebildet, daß sie sich auch in der
entsprechenden Endposition der Mutter 26 nicht berühren, um
eine Verspannung bzw. Verklemmung der Mutter 26 auf der
Spindel 14 in der einen oder anderen Endposition sicher zu
vermeiden.
Jeder Endanschlag 42 ist mit einem (nicht gezeichneten)
Verstellorgan ausgebildet, bei dem es sich um Ausnehmungen
definierter Schlüsselweite zum Einstecken eines
Steckschlüssels oder um diametral gegenüberliegende
planparallele Flächen definierter Schlüsselweite handeln
kann.
Die Mutter 26 ist im axial reduzierten Teil zwischen den
beiden Aussparungen 62 mit einem Gewindeeinsatz 64 aus einem
reibungsvermindernden Material versehen. Außerdem ist die
Mutter 26 an den beiden stirnseitigen Endabschnitten mit
Ringen 66 aus reibungsverminderndem Material versehen, wobei
jeder der beiden Ringe 66 mindestens einen Teil des
entsprechenden Bundes 60 bildet. Die radial über die
Mantelfläche der Mutter 26 überstehenden Ringe 66 liegen mit
Gleitsitz an der Innenoberfläche der Hülse 18 an und dienen
zur linearen Führung der Mutter 26 in axialer Richtung der
Hülse 18. Die Ringe 66 können gegebenenfalls mit den
Schraubenflächen 56 der Mutter 26 versehen sein. Entsprechend
können die beiden Endanschläge 42 mit Ringen 68 aus
reibungsverminderndem Material ausgebildet sein, welche die
Schraubenflächen 52 und die Anschlagfläche 44 aufweisen. Bei
diesem reibungsvermindernden Material kann es sich bspw. um
eine Bronze handeln. Die Endanschläge 42 weisen
Außenabmessungen auf, die kleiner sind als die lichten
Innenabmessungen der Hülse 18.
Der an der Mutter 26 befindliche Ansatz 30 hat - wie bereits
erwähnt worden ist - zwei Gegenflächen bzw. Flanken 38, auf
denen die Finger 34 der Ruderwelle 32 abrollen. Die eine
Mitnehmergabel bildenden Finger 34 weisen zueinander parallel
verlaufende Flächen 36 auf. Die Flanken 38 des Ansatzes 30
weisen jeweils einen Radius auf, dessen Krümmungsmittelpunkt
auf einer zur Gewindespindel 14 parallelen Ebene liegen. Die
Lage der aerodynamischen Steuerfläche zur Drehachse der
entsprechenden Ruderwelle 32 ist so gewählt, daß im aktiven
Lenkbetrieb des Systems die Strömungskräfte ein bzgl. der
Ruhelage der Steuerfläche (-Anstellwinkel = 0 Winkelgrad)
rückstellendes Moment bewirken. Der Kraftfluß erfolgt auf
diese Weise immer über eine Flanke 38 des Ansatzes 30. Das
bedingt einen guten Wirkungsgrad und eine hohe Tragfähigkeit.
Aus Fig. 2 ist ersichtlich, daß der Lagerflansch des
Antriebsmotors bzw. die Hülse 18 zwei axial kurze
Zylindermantelflächen 70 aufweist. Diese beiden
Zylindermantelflächen 70 dienen Zentrierungszwecken. Als
Verdrehsicherung ist ein in den Motorblock hineinragender
Zylinderstift 72 vorgesehen.
Der Zentrierdurchmesser der Zylindermantelflächen 70 ist
derartig bemessen, daß der von der Mutter 26 radial
wegstehende Ansatz 30 nicht über die beiden
Zylindermantelflächen 70 hinausragt. Der Antriebsmotor als
Unterbaugruppe, die auch die Wandermutter 26 und die
Motorlagerung umfaßt, ist somit modulartig einfach einbau-
und austauschbar.
Im Vergleich zu einer Evolventen-Verzahnung oder einem
Schneckengetriebe bestehen erfindungsgemäß die folgenden
Vorteile:
Der Achsabstand zwischen der Motorwelle und der Ruderwelle
beeinflußt in keiner Weise das mögliche Verdrehspiel
zwischen den Flanken 38 oder den Wirkungsgrad der
Getriebeanlenkung. Besonders bei Schneckengetrieben führt
bereits eine geringe Änderung des Achsabstandes entweder zu
einem Klemmen oder zu einem unzulässigen Spiel. Im Vergleich
zu Schneckengetrieben sind also erfindungsgemäß
fertigungskostengünstige Bauteiltoleranzen möglich. Das
bedeutet jedoch außerdem, daß keine Probleme entstehen,
wenn sich aufgrund hoher Luftkräfte im Überschallbereich die
Gehäuseteile und somit die Lage der erwähnten Achsen durch
elastische Verformung gegeneinander relativ verschieben.
Desweiteren ist es möglich, daß ein und dieselbe
Antriebseinheit, d. h. ein und derselbe Elektromotor in
Ruderstelleinrichtungen bzw. Stellsystemen mit
unterschiedlichen Achsabständen, die durch unterschiedliche
Flugkörperaußenabmessungen erzwungen sind, eingesetzt werden
kann. Nur die Ruderwelle 32 ist dem jeweiligen System
anzupassen. Wird ein solches Baukastensystem angestrebt, so
ist die Größe des Radius, der die Abwälzflanke 38 bestimmt,
auf den kleinsten Achsabstand bzw. den größten
Ruderverstellwinkel abzustimmen. Dadurch ist die größte
Kopfabrundung des Ansatzes festgelegt. Der
Ruderverstellwinkel des Ansatzes 30 bestimmt auch die
notwendige Größe des Hinterschnittwinkels.
Anders als bei einer Evolventen-Verzahnung weist
erfindungsgemäß nur der Ansatz 30 der Mutter 26 eine
komplexe Flankenform, d. h. eine komplexe Form seiner
Gegenflächen 38 auf. Die Ruderwelle 32 bzw. deren beiden eine
Gabel für den Ansatz 30 bildenden Finger 34 sind mit einfach
herzustellenden, parallelen Gegenflächen 38 ausgebildet.
Außerdem hat das erfindungsgemäße Stellsystem verglichen
mit einem Schneckengetriebe, das auf gleichem Raum
unterzubringen wäre, eine wesentlich höhere Tragfähigkeit,
d. h. Festigkeit gegen Zahnfußbruch.
Durch passende Dimensionierung der Ruderwelle 32, d. h. der
lichten Weite der Gabelaussparung zwischen den beiden Fingern
34 und des Zapfens 30, d. h. seiner Zapfenbreite, kann das
verbleibende Verdreh-Flankenspiel sehr klein gehalten werden.
Das ist vor allem in der Ruhelage der Ruderstelleinrichtung
10 bei 0 Winkelgradanstellung während der ballistischen
Flugphase im Überschallbereich von Wichtigkeit.
Ein nahezu gleichbleibendes Übersetzungsverhältnis über den
gesamten Stellbereich kann durch geeignete Wahl und
Ausbildung der Flanken bzw. Gegenflächen 38 des Ansatzes 30
erreicht werden. Umgekehrt ist es selbstverständlich auch
möglich, daß die Flankenform des Ansatzes 30 so gewählt
wird, daß mit zunehmender Auslenkung sich das
Untersetzungsverhältnis vergrößert. Das kann vorteilhaft
sein, weil bei großen Ruderanstellwinkeln auch maximale
Drehmomente überwunden werden müssen.
Claims (9)
1. Stelleinrichtung (10), mit einer
antreibbaren Spindel (14), die durch eine gegen Verdrehen gesi
cherte Mutter (26) geschraubt ist, und mit Endanschlägen (42)
zur Begrenzung der axialen Verstellbewegung der Mutter (26),
wenn mit der Spindel (14) drehende Anschlagflächen (44) in Drehbe
wegungsrichtung gegen eine aus einer eingängigen Schraubenfläche
(52) achsparallel vorstehende Anschlagfläche (46) am einen oder
am anderen stirnseitigen Ende der Mutter (26) anliegen,
dadurch gekennzeichnet,
daß zur Verstellung der Ruder eines Projektils zu den Mutter-Anschlagflächen (46) komplementäre Anschlag
flächen (44) an den der Mutter (26) zugewandten Stirnflächen
von drehfest auf der Spindel (14) axial einstellbar festgelegten
Endanschlägen (42) ausgebildet sind, die bei Anlage der Anschlag
flächen (44/46) jeweils mit einem radial verjüngten Front-Abschnitt
(48) in eine stirnseitige Aussparung (62) an der Mutter (26)
eingreifen.
2. Stelleinrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß jeder Endanschlag (42) zweiteilig nach Art von Kontermuttern
auf der Spindel (14) angeordnet ist.
3. Stelleinrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß jeder Endanschlag (42) mit einem Verstellorgan ausgestattet
ist.
4. Stelleinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Mutter (26) stirnseitig jeweils einen die Aussparung
(62) umgebenden Bund (60) aufweist, in dessen Stirnfläche die
von der Anschlagfläche (46) begrenzte Schraubenfläche (56) ausge
bildet ist, und daß jeder Endanschlag (42) hinter dem zum Ein
griff in die Aussparung (62) verjüngten Abschnitt (48) einen
radial außerhalb sich anschließenden zweiten Abschnitt mit der
Schraubenfläche (52) und der Anschlagfläche (44) aufweist.
5. Stelleinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Mutter (26) einen Gewindeeinsatz (64) aus einem reibungs
vermindernden Material aufweist.
6. Stelleinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Mutter (26) an ihrer Außenmantelfläche (28) einen Bund
(60) aus reibungsverminderndem Material aufweist, an dem eine
Führung mit der Innenmantelfläche einer die Spindel (14) koaxial
umgebenden Hülse (18) vorgesehen ist, die einen in Längsrichtung
sich erstreckenden Schlitz (24) zum Durchgriff eines sich von
der Mutter (26) forterstreckenden Ansatzes (30) aufweist.
7. Stelleinrichtung nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß der radial durch die Hülse (18) hindurchgreifende Ansatz
(30) von parallelen Flächen (36) an Ruderwellen-Fingern (34)
im Bereiche balliger Gegenflächen (38) umgriffen wird, die jeweils
einen Radius aufweisen, der größer als der halbe lichte Innenab
stand zwischen den parallelen Flächen (36) ist.
8. Stelleinrichtung nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß die balligen Gegenflächen (38) an einem radial von der Mutter
(26) entfernten Abschnitt (74) ausgebildet sind und diesen in
Spindelachsrichtung begrenzen sowie in eine Hinterschneidung
an einem Verbindungsabschnitt (76) zur Mutter (26) hin übergehen.
9. Stelleinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß jeder Endanschlag (42) als zweiteilige Konterpaarung mit
zwischengelegtem Dämpfungselement aus verformbarem Material ausge
bildet ist.
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