DE4022509C2 - - Google Patents
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- F41—WEAPONS
- F41G—WEAPON SIGHTS; AIMING
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- F41G7/20—Direction control systems for self-propelled missiles based on continuous observation of target position
- F41G7/22—Homing guidance systems
- F41G7/222—Homing guidance systems for spin-stabilized missiles
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Description
Die Erfindung betrifft ein homokinetisches Stellsystem.
Bei Auslenkung eines Sensors, der in der Spitze eines rotierenden
Flugkörpers eingebaut ist, besteht die Schwierigkeit, den Auslenkwinkel
unbeeinflußt von der Drehgeschwindigkeit des Flugkörpers
aufrechtzuerhalten. Bei Anwendung eines herkömmlichen Kardangelenks
treten bei ausgelenktem Sensor Übertragungsfehler, sogenannte
Kardanfehler, auf. Dieses bewirkt nichttolerierbare
Rollrelativbewegungen zwischen dem Flugkörper und dem Sensor mit
entsprechenden auslenkwinkelabhängigen Beschleunigungsmomenten. Diese
Rollrelativbewegung führt bei einem optischen Sensor zu unerwünschten
Bildverzerrungen. Die Probleme könnten in bekannter Weise durch die
Anordnung von einem homokinetischen Stellsystem mit zwei hintereinander
wirkenden Kardangelenken beseitigt werden, was aber aufgrund der
konstruktiven Gegebenheiten (Platz, Gewicht) bei einem Flugkörper nicht
anwendbar ist. Insbesondere müßten beide Kardangelenke in den zwei
Hauptachsen durch rotative Stellglieder ansteuerbar sein, was aufgrund
des hohen Aufwandes und Platzbedarfs nicht in Frage kommt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein homokinetisches
Stellsystem zu schaffen, das auf kleinem Raum dieselben Eigenschaften
wie zwei hintereinander angeordnete Kardangelenke aufweist.
Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 gekennzeichneten Merkmale
gelöst. Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist durch den
Anspruch 2 gekennzeichnet.
Das homokinetische Stellsystem entsprechend der Erfindung gestattet in
idealer Weise die funktionelle und räumliche Verschmelzung zwischen
einem homokinetischen Kugelgleichlaufgelenk und einem zweiachsigen
elektromechanischen Stellglied. Dabei sind die innere und die äußere
Kugelschale durch mindestens sechs Übertragungskugeln und
korrespondierende innere und äußere Kugelbahnen miteinander
homokinetisch gekoppelt. Die Kugeln sind in einem Kugelkäfig gehalten,
der sie bei Auslenkung in einer Ebene führt, die in der
Winkelhalbierenden des Auslenkwinkels liegt.
Dabei ist die Auslenkung in beliebiger räumlicher Richtung möglich. Die
zwei Stellglieder bestehen aus vier permanentmagnetischen Erregerkreisen
und vier kalottenförmigen elektrischen Steuerspulen. Jeweils zwei
gegenüberliegende Spulen werden gemeinsam durch Anlegen eines
Steuerstroms aktiviert und lösen ein Drehmoment und damit eine
Relativbewegung um die zugehörige Stellachse aus. In vorteilhafter Weise
sind die Steuerspulenpaare in der inneren Kugelschale angeordnet, wobei
die Permanentmagnete in der äußeren Kugelschale sind.
Bei einem Einbau des homokinetischen Stellsystems in die Spitze eines
rotierenden Flugkörpers entsprechend den Unteransprüchen 3 und 4 ist
innerhalb der inneren Kugelschale ein, z. B. optischer Sensor eingebaut,
der bei einem Ausschlag von der Rollbewegung des Flugkörpers dynamisch
nicht beeinflußt wird. Dieser Einbau des erfindungsgemäßen
homokinetischen Stellsystems in einem rotierenden Flugkörper ermöglicht
durch seine gedrungene Bauweise und seine einfachen Bauteile die
Schaffung eines von der Rollbewegung des Flugkörpers unbeeinflußten
Zielsuchsystems auch bei kleinen Abmessungen.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigt
Fig. 1 einen Schnitt durch die Kugelschalen eines homokinetischen
Stellsystems entsprechend der Linie II-II der Fig. 2,
Fig. 2 einen Schnitt durch die Fig. 1 entsprechend den Linien I-I,
Fig. 3 einen Schnitt durch die Fig. 2 entsprechend den Linien III-III
unter Fortlassung der äußeren Kugelschale und
Fig. 4 einen Schnitt durch die Spitze eines Flugkörpers.
Die Fig. 1 bis 3 zeigen ein homokinetisches räumliches Stellsystem 1,
das im wesentlichen aus einer äußeren Kugelschale 2, einer inneren
Kugelschale 3 und zwischen den Kugelschalen angeordneten acht
Übertragungskugeln 4 und zwei Reihen von je vier Stützkugeln 5 besteht.
In der äußeren Kugelschale 2 sind zwei Reihen von je vier
Permanentmagnete 6 vorhanden, die mit vier in der inneren Kugelschale 3
angeordneten Steuerspulen 7a bis 7d zusammenwirken. Durch die
Permanentmagnete 6 wird ein ständig fließender magnetischer Erregerfluß
8 aufrechterhalten. In der inneren Kugelschale 3 sind für die Bewegung
der Übertragungskugeln 4 innere Kugelbahnen 9 und in der äußeren
Kugelschale 2 entsprechende äußere Kugelbahnen 11 vorhanden. Die
Übertragungskugeln 4 sind durch einen Kugelkäfig 12 gehalten. Das
homokinetische Stellsystem hat zwei Stellachsen 13 und 14. Die um die
Stellachse 13 angeordneten Steuerspulenpaare 7b und 7d erhalten ihren
Steuerstrom entsprechend Fig. 2 durch Leitungen 15, die
Steuerspulenpaare 7a und 7c entsprechend Fig. 3 durch Leitungen 16. Die
innere Kugelschale 3 kann, je nachdem wie die Steuerspulen mit Strom
beaufschlagt werden, um eine beliebige Achse ausschlagen, dabei stellt
sich der Kugelkäfig 12 mit den Übertragungskugeln 4 in eine Ebene, die
um den halben Ausschlagwinkel der inneren Kugelschale 3 senkrecht zum
Ausschlagwinkel verdreht ist. Die Stellbewegung wird durch die
Kraftwirkung der bestromten Steuerspulen im permanentmagnetischen
Erregerfluß ausgelöst.
Die Fig. 4 stellt schematisch den Einbau des homokinetischen
Stellsystems 1 in die Spitze eines Flugkörpers 20 dar. In einem Mantel
21 der Flugkörperspitze ist unter Zwischenschaltung eines
Dämpfungsringes 22 die äußere Kugelschale 2 mit den Permanentmagenten 6
eingesetzt. In die innere Kugelschale 3 ist ein nicht näher
dargestellter Sensor 23 eingebaut, der z. B. ein optischer Sensor zur
autonomen Zielsuche ist. Der Flugkörper 20 kann um eine Achse 24
entsprechend eines Pfeiles 25 rotieren. Wenn der Sensor 23 in Erfüllung
seiner Funktion z. B. um einen raumfesten Winkel α ausgelenkt wird, stellt sich
der Kugelkäfig 12 mit den Übertragungskugeln 4 in eine Ebene, die um den
Winkel α/2 gegenüber der ursprünglichen Stellung verdreht ist. Dabei
löst die Stellbewegung um den Winkel α keine unerwünschten
Roll-Relativbewegungen zwischen dem Sensor 23 und der Achse 24 des
Flugkörpers 20 aus.
Claims (4)
1. Homokinetisches Stellsystem, gekennzeichnet durch
- - eine innere Kugelschale (3) und eine äußere Kugelschale (2), die durch mindestens sechs Übertragungskugeln (4) und korrespondierende innere und äußere Kugelbahnen (9, 11) miteinander verbunden sind;
- - mindestens zwei elektrische Steuerspulen (7), die in der inneren oder äußeren Kugelschale (3 oder 2) angeordnet sind;
- - mindestens vier Permanentmagnete (6) in der nicht mit den Steuerspulen (7) versehenen Kugelschale (2, 3), die mit den Steuerspulen zusammenwirken;
- - mindestens zweimal drei Stützkugeln (5), welche die beiden Kugelschalen (2, 3) um den Kugelmittelpunkt in allen Richtungen drehbar lagern.
2. Stellsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der
inneren Kugelschale (3) die Steuerspulen (7) und in der äußeren
Kugelschale (2) die Permanentmagnete (6) angeordnet sind.
3. Stellsystem nach den Ansprüchen 1 und 2, eingebaut in die Spitze
eines um seine Achse (24) rotierenden Flugkörpers (20), dadurch
gekennzeichnet, daß innerhalb der inneren Kugelschale (3) ein Sensor
(23) eingebaut ist, und daß bei Stellbewegung des Sensors um einen raumfesten
Winkel (α) gegenüber der Längsachse (24) des Flugkörpers (20) die
Übertragungskugeln (4) sich unabhängig von der Rollbewegung des
Flugkörpers in der Ebene des Winkels (α/2) bewegen.
4. Stellsystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die
äußere Kugelschale (2) mit der Spitze des Flugkörpers (20) über einen
Dämpfungsring (22) verbunden ist.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: DEUTSCHE AEROSPACE AG, 8000 MUENCHEN, DE |
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D2 | Grant after examination | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: DAIMLER-BENZ AEROSPACE AKTIENGESELLSCHAFT, 80804 M |
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