DE1215944B

DE1215944B - Position sensing gyro

Info

Publication number: DE1215944B
Application number: DEC19167A
Authority: DE
Original assignee: Oerlikon Contraves AG
Current assignee: Rheinmetall Air Defence AG
Priority date: 1958-09-26
Filing date: 1959-06-10
Publication date: 1966-05-05

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY

DEUTSCHESGERMAN

PATENTAMTPATENT OFFICE

AUSLEGESCHRIFTEDITORIAL

Int. α.:Int. α .:

GOIcGOIc

Deutsche Kl.: 42 c - 25/51German class: 42 c - 25/51

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:Number:
File number:
Registration date:
Display day:

1215 944
C19167IXb/42c
10. Juni 1959
5. Mai 19661215 944
C19167IXb / 42c
June 10, 1959
May 5th 1966

Die Erfindung betrifft einen Lagefühlkreisel für bewegte Systeme, beispielsweise für eine lenkbare Rakete, deren momentane Lage in bezug auf ein Koordinatensystem zu überwachen ist.The invention relates to a position sensing gyro for moving systems, for example a steerable one Missile whose current position is to be monitored in relation to a coordinate system.

Ein bekannter Lagefühlkreisel dieser Art enthält einen kardanisch gelagerten Turbinenrotor, der mit einer begrenzten, aus einer Strahldüse austretenden Druckgasmenge in Drehung versetzbar ist und nachher frei ausläuft; ferner ein den Rotor in der Startlage festhaltendes, durch Federkraft ausrückbares Blokkierorgan, sowie eine das Blockierorgan in der Blokkierstellung festhaltende Verriegelung, die durch den Gasstrahl nach Beendigung des Rotorantriebes aufhebbar ist.A well-known position sensing gyro of this type contains a gimbal-mounted turbine rotor, which with a limited amount of compressed gas emerging from a jet nozzle can be set in rotation and afterwards leaks freely; Furthermore, a blocking element that holds the rotor in the starting position and can be disengaged by spring force, as well as a locking element holding the blocking element in the blocking position, which is provided by the Gas jet can be canceled after termination of the rotor drive.

Bei diesem bekannten Kreisel dienen die Strahldüsen selbst als Blockierorgan. Sie werden vor dem Start entgegen einer Federkraft in Bohrungen des Kardanrahmens und des Rotorträgers eingeschoben. Die Strahldüsen gleiten dabei kolbenartig in Zylindern, welche Teil des Druckgasweges sind. In diese Zylinder sind auch kolbenartige Stifte einschiebbar, die die Strahldüsen in der Blockierstellung verriegeln. Bei Einsetzen des Druckgasstromes werden die Verriegelungsstifte durch den Gasdruck ausgeschoben. Dadurch werden die als Blockierorgane wirkenden Strahldüsen zwar entriegelt, sie bleiben jedoch infolge der Wirkung des Gasdruckes noch in der Blockierstellung, in welcher sie im übrigen auch in unmittelbarer Nähe des Turbinenrotors stehen. Nach dem Versiegen des Gasstromes werden sie dann durch die vorgespannte Feder aus der Bloclcierstellung zurückgezogen. In this known gyroscope, the jet nozzles themselves serve as a blocking element. You will be in front of the Start pushed against a spring force in the bores of the cardan frame and the rotor arm. The jet nozzles slide like pistons in cylinders that are part of the compressed gas path. In these Piston-like pins can also be inserted into cylinders, which lock the jet nozzles in the blocking position. When the pressurized gas flow starts, the locking pins are pushed out by the gas pressure. As a result, the jet nozzles acting as blocking elements are unlocked, but they remain as a result the effect of the gas pressure still in the blocking position, in which it is also in the immediate Stand near the turbine rotor. After the gas flow has stopped, they are then through the pretensioned spring withdrawn from the blocking position.

Diese bekannte Ausbildung eines Lagefühlkreisels erfordert einen relativ großen feinmechanischen Aufwand, der zwar für teure Einrichtungen, wie z.B. Flugzeuge, Großraketen und Torpedos, tragbar erscheint, aber bei einfachen Flugkörpern, wie z. B. drahtgelenkten Panzerabwehrraketen oder Wurfraketen für Notleinen usw., bereits erheblich ins Gewicht fällt.This known design of a position sensing gyro requires a relatively large amount of precision engineering, which appears to be portable for expensive facilities such as aircraft, large rockets and torpedoes, but with simple missiles, such as. B. wire-guided anti-tank missiles or missiles for emergency lines, etc., is already of considerable importance.

So setzen die verschiebbaren, federnd vorgespannten und unter Druckwirkung entriegelbaren Strahldüsen sowie die kolbenartigen Verriegelungsstifte bei der bekannten Ausführung ein erhebliches Maß von Präzisionsarbeit bei der Herstellung von vielen Bauteilen und beim Zusammenbau dieser Teile voraus.This is how the displaceable, resiliently pretensioned and unlockable jet nozzles are set as well as the piston-like locking pins in the known design a considerable amount of precision work advance in the manufacture of many components and in the assembly of these parts.

Die Erfindung erbringt eine wesentliche Vereinfachung der zur Erzielung der verlangten Funktionsweise notwendigen Vorrichtungen und Vorrichtungsteile, insbesondere in der Hinsicht, daß fein bearbeitete Kolbenführungen nicht mehr erforderlich sind.The invention provides a significant simplification of the functionality required to achieve the required functionality necessary devices and device parts, especially in the respect that finely machined Piston guides are no longer required.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, daß die Verrie-Lagefühlkreisel According to the invention it is provided that the locking position sensing gyro

Anmelder:Applicant:

Contraves A. G., Zürich (Schweiz)Contraves A. G., Zurich (Switzerland)

Vertreter:Representative:

Dipl.-Ing. R. Mertens, Patentanwalt,Dipl.-Ing. R. Mertens, patent attorney,

Frankfurt/M., Neue Mainzer Str. 40-42Frankfurt / M., Neue Mainzer Str. 40-42

Beanspruchte Priorität:Claimed priority:

Schweiz vom 26. September 1958 (64 385)Switzerland of September 26, 1958 (64 385)

gelung durch einen federnd mit dem Blockierorgan verbundenen, zweiachsig schwenkbaren Verriegelungsstift gebildet ist, der derart durch eine Weichenkulisse geführt wird, daß er zunächst durch eine entgegen der Gasstromrichtung wirkende Federkraft in einer das Blockierorgan in der Blockierstellung festhaltenden Verriegelungsstellung gehalten wird, sodann bei Beginn der Gaszuführung mittels eines an ihm befestigten, im Wege des Gasstromes angeordneten Strahlstaugliedes durch die Kraft des Gasstromes in eine das Blockierorgan noch in der Blockierstellung haltende Vorbereitungsstellung getrieben werden kann und schließlich nach Beendigung der Gaszuführung durch eine quer zur Gasstromrichtung wirkende Federkraft in die das Blockierorgan außer Eingriff bringende Freigabestellung bezogen werden kann.gelation by means of a locking pin that is resiliently connected to the blocking element and pivotable in two axes is formed, which is guided by a switch gate that it is initially through a counter the gas flow direction acting spring force in a holding the blocking member in the blocking position Locked position is held, then at the beginning of the gas supply by means of an attached to him, arranged in the way of the gas flow jet member by the force of the gas flow driven into a preparatory position still holding the blocking element in the blocking position can be and finally after completion of the gas supply through a transverse to the gas flow direction acting spring force are related to the release position disengaging the blocking member can.

Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes ist in der Zeichnung dargestellt. Es zeigtAn exemplary embodiment of the subject matter of the invention is shown in the drawing. It shows

F i g. 1 einen Grundriß, geschnitten nach der LinieI-I in Fig. 2,F i g. 1 is a plan section along the line I-I in FIG. 2,

F i g. 2 eine Stirnansicht in Richtung des Pfeiles II von Fig. 1,F i g. 2 shows an end view in the direction of arrow II in FIG. 1,

F i g. 3 ein Schaubild des Blockierorgans und seiner erfindungsgemäßen Verriegelungs- und Freigabeeinrichtungen.
Ein beispielsweise in einer Rakete eingebauter Lagerbock 1 enthält Lager 11, 12 für die Wellenzapfen 21, 22 eines Kardanrahmens 2. In Lagern 23, 24 dieses Kardanrahmens 2 sind die Wellenzapfen 33,F i g. 3 shows a diagram of the blocking element and its locking and releasing devices according to the invention.
A bearing block 1 installed, for example, in a rocket contains bearings 11, 12 for the shaft journals 21, 22 of a cardan frame 2. In bearings 23, 24 of this cardan frame 2, the shaft journals 33,

609 567/143609 567/143

34 eines Rotorträgers 3 gelagert. Der Rotorträger 3 enthält die Lager für die Tragwelle 40 des Kreiselrotors 4. Dieser ist als Turbinenrotor ausgebildet und am Umfang mit einem Schaufelkranz 41 versehen. Eine aus einem Bodenteil Sl und einer Lavaldüse 52 bestehende, systemfest angeordnete Gasstrahl-Erzeugungsvorrichtung 5 enthält in der Verbrennungskammer Brennstoffringe 53, die nach elektrischer Zündung des Zünders 54 über die Zündleitung 55 entzündet werden, wobei ein Gasstrahl begrenzter Gesamtmenge aus der Düse 52 ausgestoßen wird, der tangential gegen den Schaufelkranz 41 des Turbinenrotors 4 gerichtet ist. Damit der Gasstrahl durchtreten kann, ist der Kardanrahmen 2 mit Strahldurcfor trittsöffnungen 25 und 26 versehen. Ein lösbares Blockierorgan ist dazu bestimmt, den Kardanrahmen 2 und den Rotorträger 3 in der in F i g. 1 und 2 dargestellten Startlage zu fixieren. Es wird durch einen Winkelhebel 61 gebildet, der um eine vertikale Achse 62 schwenkbar in der oberen Platte eines ao Tragbockes 6 gelagert ist. Der aufwärts gerichtete Schenkel 610 des Blockierorgans 61 trägt zwei Gabelschenkel 611, 612, die in der Blockierstellung nach den F i g. 1 bis 3 dem Rotorträger 3 anliegen und den Kardanrahmen 2 umfassen, d. h. also diese beiden Teile in der Startlage fixieren. Ein bei 630 mit Hufe eines Kugelgelenkes im Lagerbock 1 zweiachsig verschwenkbar gelagerter Verriegelungsstift 631 trägt an seinem freien Ende ein Strahlstauglied in Form ernes Kegelstumpfmantels 63. Eine Feder 632 ist bestrebt, das Strahlstauglied 63 an die Strahlaustrittsöffnung 26 des Kardanrahmens 2 anzudrücken und zugleichden Verriegelungsstift 631 inbezugauf Fig. 2 nach rechts zu verschwenken. Der Stift 631 wird durch eine in die obere Platte des Tragbockes 6 eingeschnittene Weichenkulisse 64 geführt, die einen quer gerichteten Schlitz 640 aufweist. Eine schwache Zugfeder 65 verbindet den Verriegelungsstift 631 mit dem Schenkel 610 des Blockierorgans 61,34 of a rotor arm 3 mounted. The rotor arm 3 contains the bearings for the support shaft 40 of the centrifugal rotor 4. This is designed as a turbine rotor and provided with a blade ring 41 on the circumference. A gas jet generating device which consists of a base part S1 and a Laval nozzle 52 and is fixedly arranged in the system 5 contains fuel rings 53 in the combustion chamber, which according to electrical Ignition of the igniter 54 can be ignited via the ignition line 55, with a gas jet of limited total amount is ejected from the nozzle 52 tangentially against the blade ring 41 of the turbine rotor 4 is directed. So that the gas jet can pass through, the cardan frame 2 has a jet diameter openings 25 and 26 are provided. A detachable blocking element is intended for the cardan frame 2 and the rotor arm 3 in the in F i g. 1 and 2 to fix the starting position shown. It will go through an angle lever 61 is formed, which is pivotable about a vertical axis 62 in the upper plate of an ao Support bracket 6 is mounted. The upwardly directed leg 610 of the blocking member 61 carries two fork legs 611, 612, which in the blocking position according to FIGS. 1 to 3 are in contact with rotor arm 3 and comprise the gimbal frame 2, d. H. so fix these two parts in the starting position. One at 630 with Hooves of a ball-and-socket joint in the bearing block 1 biaxially pivotably mounted locking pin 631 carries at its free end a jet member in the form of a truncated cone jacket 63. A spring 632 strives to to press the jet member 63 against the jet outlet opening 26 of the cardan frame 2 and at the same time pivot the locking pin 631 to the right in relation to FIG. The pin 631 will out through a cut in the upper plate of the support frame 6 switch gate 64, the one having transversely directed slot 640. A weak tension spring 65 connects the locking pin 631 with the leg 610 of the blocking member 61,

Die Wirkungsweise der in F i g. 3 dargestellten Vorrichtung ist folgende: Wenn die Brennstoffringe 53 gezündet werden, drückt der den Rotor antreibende Gasstrahl den Kegelstumpfmantel 63 gegen die Rückstellkraft der einen Kraftkomponente der Feder 632 zurück, wobei der Verriegelungsstift 631 in der Weichenkulisse 64 in die strichpunktiert angedeutete Vorbereitungslage zurückgestoßen wird. Sobald der Gasstrahl erlöscht, kann der Verriegelungsstift 631 in der Weichenkulisse 64 wieder gegen seine Ausgangslage zurückgleiten. Die andere Kraftkomponente der Feder 632 drückt ihn aber seitwärts in den Schlitz 640 hinein, so daß er sich gegen das Blockierorgan 61 bewegt und dieses um die Achse 62 herumschwenken läßt. Dadurch wird der Rotorträger gegenüber dem Kardanrahmen 2 frei.The mode of operation of the in F i g. The device shown in FIG. 3 is as follows: When the fuel rings 53 are ignited, the gas jet driving the rotor presses the truncated cone jacket 63 against the restoring force the one force component of the spring 632 back, the locking pin 631 in the switch gate 64 is pushed back into the preparatory position indicated by dash-dotted lines. Once the If the gas jet is extinguished, the locking pin 631 in the switch gate 64 can move back to its starting position slide back. The other force component of the spring 632 pushes it sideways into the Slot 640 in, so that it moves against the blocking member 61 and this pivot around the axis 62 leaves. This frees the rotor arm from the cardan frame 2.

Am Lagerbock 1 ist ein elektrischer Drucktastenschalter 7 befestigt, dessen Taste 70 unter Federvorspannung am vertikalen Schenkel eines bei 71 drehbar gelagerten Winkelhebels 72 anliegt. Die Endkante des horizontalen Schenkels dieses Winkelhebels 72 liegt am Verriegelungsstift 631 des Strahlstaugliedes 63 an. Wenn dieser Stift 631 in die Freigabestellung ausgewichen ist, werden der Winkelhebel 72 und die Taste 70 des Schalters 7 frei, so daß der vorher geschlossene Schalter 7 seine Kontaktstelle öffnet. Diese Kontaktstelle hat beispielsweise vorher den Zündstromkreis für die Zündpatrone 74 des Raketentriebwerkes kurzgeschlossen. Das Raketentriebwerk kann also nur beispielsweise durch Betätigung des Zündschalters 75 wirksam gezündet werden, wenn vorher der Schalter 7 geöffnet worden ist. Das hängt davon ab, ob der Rotorträger deblockiert ist, und die Deblockierung des Rotorträgers hängt davon ab, ob die Gasstrahlerzeugungsvorrichtung effektiv funktioniert hat.An electrical pushbutton switch 7 is attached to the bearing block 1, the button 70 of which is spring preloaded rests on the vertical leg of an angle lever 72 rotatably mounted at 71. The end edge of the horizontal leg of this angle lever 72 lies on the locking pin 631 of the jet member 63 at. If this pin 631 has moved into the release position, the angle lever 72 and the Key 70 of the switch 7 free so that the previously closed switch 7 opens its contact point. These The contact point has, for example, the ignition circuit for the ignition cartridge 74 of the rocket engine beforehand shorted. The rocket engine can only be activated, for example, by pressing the ignition switch 75 can be effectively ignited if the switch 7 has been opened beforehand. It depends depends on whether the rotor-arm is unblocked, and the deblocking of the rotor-arm depends on whether the Gas jet generating device worked effectively.

Claims

Patent claims:

1. Position sensing gyro for moving systems with a gimbal-mounted turbine rotor, the can be set in rotation with a limited amount of compressed gas emerging from a jet nozzle is; a blocking element that holds the rotor in the starting position and can be disengaged by spring force as well as a lock holding the blocking element in the blocking position, which by the gas jet can be canceled after the drive has ended, characterized in that that the lock is resiliently connected to the blocking member (61) by a biaxial pivotable locking pin (631) is formed, the so by a switch gate (64) is performed that it is initially by a spring force acting against the direction of gas flow in a locking position holding the blocking element (61) in the blocking position is held, then at the beginning of the gas supply by means of an attached to it, in the way of the gas flow arranged jet member (63) by the force of the gas flow in a the Blocking member (61) can still be driven in the blocking position holding preparatory position can and finally after completion of the gas supply through a transverse to the gas flow direction acting spring force in the .freigabeststellung disengaging the blocking element (61) can be drawn.

2. position sensing gyro according to claim 1, characterized in that the beam storage member (63) as Truncated cone jacket is formed.

3. Position sensing gyro according to claim 1 and 2, characterized in that a common spring (632) is provided for the spring forces acting on the locking pin (631) in the direction of the locking position and in the direction of the release position.

4. position sensing gyro according to claim 1 to 3, characterized in that the blocking member (61) is designed as a pivoted angle lever with two fork legs (611, 612), which in the starting position encompass the cardan frame (2) and rest on the rotor arm (3).

5. position sensing gyro according to claim 1 to 4, characterized by one of the locking pin (631) via an angle lever (72) controlled switch (75), which when the locking pin arrives is actuated in the release position and the movement of the position sensing gyro carrying System initiates.

6. position sensing gyro according to claim 1 to 5, characterized in that for generating the Gas jet in a manner known per se a fixed system, with a limited amount of fuel (53) filled combustion chamber (5) which also carries the jet nozzle (52) is provided

is, wherein the jet nozzle (52) on two in the cardan frame (2) located passage openings (25, 26), the turbine rotor (4, 41) located in between and the jet member located behind it (63) is directed.

Documents considered: German Patent No. 108 091; British Patent No. 581737; U.S. Patents Nos. 741683, 954 634, 1077 344, 1185 210, 2 415 899.

1 sheet of drawings