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Verstell-strebe, insbesondere zur Betätigung von Flugzeugbauteilen,
z. B. einziehbaren Fahrwerken Die Erfindung bezieht sich auf eine Verstellstrebe,
insbesondere zur Betätigung von Flugzeugbauteilen, z. B. einziehbaren Fahrwerken,
bei welcher das eine Strebenglied unter Zwischenschaltung von Kugeln in kraftschlüssiger
Verbindung mit Sperrgliedern gegenüber dem anderen Strebenglied verriegelbar ist.
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Bekannte Streben dieser Art werden hydraulisch oder pneumatisch betätigt.
Es können daher bei ihnen infolge Undichtigkeiten in den Druckmittelleitungen leicht
Störungen eintreten. Dieser Nachteil ist zwar bei anderen bekannten Verstellstreben
nicht vorhanden, die über einen Zahnstangentrieb mittels eines Handhebels verstellbar
und in ihren Endlagen durch eine an dem Handhebel sitzende, in ein Zahnsegment eingreifende
Klinke verriegelbar sind. Eine solche Verstellung von Hand ist jedoch ziemlich mühsam,
insbesondere wenn es sich z. B. um, einziehbare Fahrgestelle von hohem Gewicht handelt,
wie sie bei neuzeitlichen Flugzeugen üblich sind.
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Durch die Erfindung sind ;die Mängel der bekannten - Verstellstreben
vermieden, und zwar dadurch, daß bei einer Verstellstrebe der eingangs bezeichneten
Art das ein Strebenglied _ als vorzugsweise doppelseitige Zahnstange ausgebildet
und gegenüber dem anderen Strebenglied durch einen gegenüber beiden Strebengliedern
längs beweglich angeordneten,. elektromotorisch angetriebenen Getriebewagen verstellbar
ist, durch :den zu Beginn und am Ende des Verstellvorganges die Kugeln unmittelbar
oder über besondere Sperrglieder im Sinne eines Entriegelns bzw. Verriegelns steuerbar
sind.
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lm folgenden sind mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben,
welche in der Zeichnung dargestellt sind'.- Däbiei! zeigt Fig. r eine schematische
Darstellung einer Fahrgestelleinziehvorrichtung für Flugzeuge,
Fig.
a eine Verstellstrebe mit Antriebsmotor in der Seitenansicht, Fig. 3 einen Schnitt
durch die Strebe gemäß Fig.2, Fig. .I eine Teilansicht einer ähnlichen Verstellstrebe
mit einer anders gearteten Verriegelungsvorrichtung, Fig. 5 eine weitere Ausbildungsmöglichkeit
der Verriegelungsvorrichtung, Fig. 6 einen Schnitt A-B gemäß Fig. 5, Fig.7 eine
Teilansicht zur Ausführung nach Fig. 5 und 6 mit abgewickelt gezeichnetern Kugelkäfig,
Fig. 8 ein weiteres Ausführungsbeispiel für eine Verriegelungsvorschrift mit Kugelrast,
Fig. g eine Abwicklung der Lagerung für die Rastkugeln, Fig. io- ein weiteres Ausführungsbeispiel
für eine Kugelrastvorrichtung in der verriegelten Stellung in der Seitenansicht
teilweise geschnitten, Fig. i i einen Schnitt C-D durch die Vorrichtung nach Fig.
10,
Fig. 12 eine der Fig. io entsprechende Ansicht in der nicht verriegelten
Stellung, Fig. 13 eine Abart der Kugelrastanordnung nach Fig. io bis 12.
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Um das Fahrgestell a (Fig. i) mit Hilfe der Verstellstrebe b einzuziehen
und auszufahren, soll beispielsweise an die Stelle bekannter hydraulischer Antriebe
ein elektromotorisch mit vielstufiger Übersetzung betriebener Zahnstangenantrieb
treten und dabei der Raumbedarf des hydraulischen Antriebes nicht wesentlich überschritten
werden. Zur Entlastung des Getriebes empfiehlt es sich in diesen Fällen, eine Verriegelung
der beiden Endstellungen vorzunehmen. Die Verriege= lungsvorrichtunu muß dabei.
als Bruchlast ein Mehrfaches der Höchstbelastung der Strebe b beim Ein- und Ausfahren
aufnehmen können. Wollte man die Aufgabe der mechanischen Betätigung der Verstellstrebe
etwa mit Hilfe eines Spindelantriebes lösen, so könnte man zwar unter Umständen
auf eine besondere Verriegelungsvorrichtung verzichten, aber die Einrichtung müßte
dann mit Rücksicht auf die hohe zugrunde zu legende Bruchlast ziemlich groß ausgebildet
sein. Ferner wäre der Wirkungsgrad gering und die Durchbiegung der Verstellstrebe
könnte sehr leicht ein @rerl:lemmen in der Spindelmutter hervorrufen.
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Bei einer Ausbildung des Strebenantriebes und der Strebenverriegelung
nach Fig. 2 und 3 ist das eine Strebenglied i als doppelseitige Zahnstange ausgebildet.
Der Getriebewaren 2 mit angeflanschtem Elektromotor 3 ist im wesentlichen nur auf
dem Strebenglied i geführt. Lediglich in axialer Richtung wird die Bewegung g des
Wagens z gegenüber a a a dem als Gehäuse ausgebildeten zweiten Strebenglied5 durch
:die ringförmigenAnschläge4 und Ia an diesem Gehäuse begrenzt. Der Kraftfluß vom
Motor zur Zahnstange ist aufgeteilt. Er wird beim Ausführungsbeispiel über acht
Stirnräder 6 auf die Zahnstange übertragen. Die Verriegelung wird durch Kugeln 7
bzw. 711 bewirkt, die in den Endstellungen in Ausdrehungen 13 bzw. 1I des Strebengliedes
i einrasten. In Fig. 3 ist die Verstellstrebe in der eingezogenen Stellung verriegelt.
Soll das Strebenglied i ausgefahren werden, so wird der Motor 3 in vier Richtung
in Betrieb gesetzt, daß der Wagen gegenüber dem Strebenglied i nach oben bewegt
wird. Dabei wird durch Mitnehmer 8, welche an mit dem Verriegelungsring g verbundenen
Bolzen ga angreifen, die Verriegelungssperre g mit nach oben genommen. Gleichzeitig
wird unter Zwischenschaltung der-Federn i2 der'obere Verriegelungsring il gegen
die oberen Rastkugeln 7a gedrückt. Hat dabei die abgeschrägte untere Kante des Ringes
g .die Mitte der Kugeln 7 in Richtung nach oben überschritten, so werden diese durch
die Kraft des durch das Gewicht des Fahrgestells belasteten Strebengliedes i nach
außen gedrückt und legen sich an die abgeschrägte Kante des Ringes g an. Sobald
die Kugeln 7 das Strebenglied i freigegeben haben rutscht dieses samt dem Getriebewagen
2 nach unten, bis dieser auf dem Anschlag d. des Gehäuses 5 aufsitzt. Dabei werden
die Federn io zusammengedrückt, während der Ring g auf den Kugeln 7 ruht. Das Strebenglied
i läßt nun das Fahrgestell allmählich heraus, bis der Gegendruck so groß geworden
ist, daß eine -zusätzliche Druckkraft durch das Strebenglied ausgeübt werden muß.
Wenn dieser Zustand erreicht wird, so fährt der Wagen 2 nach oben, bis er an den
Ring i i anstößt. Dabei legt sich der Ring i i gegen die oberen Kugeln 7a, und die
Federn 12 werden zusammengedrückt, während die Federn io nun entlastet sind. Darauf
fährt das Fahrgestell bis in die Endstellung aus. Ist diese erreicht, so drückt
der Ring i i die Kugeln 7" in die obere Ausdrehung 14 des Strebengliedes
i und schiebt sich sichernd vor die Kugelringöffnungen. In diesem Augenblick wird
der Motor 3 selbsttätig ausgeschaltet und gebremst, so daß sich der Getriebewagen
nicht infolge seines Eigengewichtes an der Zahnstange abwärts be-,vegen und damit
die Strebe wieder entriegeln kann. Das Einziehen des Fahrgestells geschieht in entsprechender
umgelehrter Weise.
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Um ein plötzliches Freigeben des Strebengliedes i und .des Getriebewagens
-2 beim Ausklinken der Kugelrast und damit ein Aufschlagen des Getriebewagens auf
die Gehäu'seanschläge d unter allen Umständen zu
vermeiden, kann
die Ausbildung der Verri.egelungsvorrichtung in der in Fig. 4 :dargestellten Weise
verändert sein. Dabei ruht der Getriebewagen 21 während des Ein- und Ausfahrens
mit seinen schrägen Stirnflächen 24 auf ;den Kugeln 22. Überschreitet beim Einfahren
des Strebengliedes23 die Kante 51 einer in diesem Glied vorgesehenen Ausdrehung
die Kugelmitte, so beginnen die Kugeln in die Ausdrehung hineinzugleiten, geführt
von dem Getriebewagen 21, der sich :dabei langsam entgegengesetzt zur Bewegungsrichtung
.des Strebengliedes 23 verschiebt. Haben die Kugeln 22 die Ausdrehung in dem Glied
23 ausgefüllt und damit die Strebe verriegelt, so fährt der Wagen 21 mit seinen
Ausfräsungen 52 noch über die Kugeln hinaus und sichert damit die Endstellung. Beim
Ausfahren fährt der Wagen 2 1 nur so hoch, daß die Kugeln freigegeben werden, die
dann bei weiterer Verschiebung des Wagens dauernd an der schrägen Stirnfläche desselben
anliegen, wodurch ein Herunterfallen vermieden wird.
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Um den Anpreßdruck der Kugeln gegen das Strebenglied 23 während des
Ein- und Ausfahrens nicht zu groß werden zu lassen, muß der Winkel a der Abschrägung
der Stirnflächen 24 verhältnismäßig klein gehalten -werden.
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Um .die Anpressung der Kugeln an das Strebenglied 23 während dessen
Ein- und Ausfahrens ganz zu vermeiden, :kann die Verriegelungsvorrichtung in folgender,
in Fig.5 bis 7 dargestellter Weise weiterhin verändert werden: Die Verriegelungsvorrichtung
ist in ähnlicher Weise ausgebildet wie in dem Beispiel nach Fig.4. Lediglich die
Kugeln 22 sind in einem besonderen Kugelkäfig 25 geführt, welcher gegenüber dem
Getriebewagen 3 1 drehbar an der Zahnstange 29 gehaltert ist. Diese ist dabei
in der in Fig. 7 dargestellten Weise an den Enden gekröpft. Gleichzeitig weist der
Getriebewagen 31 an der Stelle, an welcher .er auf den Kugeln 22 aufliegt, die aus
Fi.g.5 und 6 ersichtliche Ausbildung auf, d. h. er ruht während des Aus- und Einfahrens
des Strebengliedes 23 mit seiner ebenen, senkrecht zur Strebenachse gerichteten
Stirnfläche 26 auf den Kugeln. Erst nahe .der Endlage des Strebengliedes 23 verdreht
das gekröpfte Ende 29 der Zahnstange 4 den Kugelkäfig 25 so- weit, daß die Kugeln
unter die zylindrischen Ausnehmungen 27-des Getriebewagens zu liegen kommen. Solange
noch nicht die obere Kante der Ausdrehung des Strebengliedes 23 ,die Kugelmitte
überschritten hat, ruht :der Getriebewagen mit seiner schrägen Stirnfläche 28 auf
den Kugeln und drückt diese gegen das Strebenglied. Überschreitet dagegen die genannte
Kante der Ausdrehung die Kugelmitte so beginnen sich die Kugeln radial in die Ausdrehung.
hinein zu bewegen. Dabei wird der Getriebevagen beispielsweise .beim Einziehen .
des Strebengliedes langsam gesenkt. In der-Endstellung des Strebengliedes füllen
die Kugeln die Ausdrehung aus und verhindern eine weitere Bewegung des Strebengliedes.
Nun fährt der Wagen noch mit seinen zylindrischen Ausnehmungen 27 bis über die Kugelmitte
hinaus nach unten und sichert somit die Endstellung. Beim Ausfahren vollzieht sich
der umgekehrte Vorgang. Der Wagen fährt hoch, gilbt die Kugeln frei, .die langsam
nach außen gedrückt werden und sich. an der schrägen Stirnfläche 28 des Wagens 31
abstützen. Nach Freigabe des Strebengliedes wird der Kugelkäfig wieder so gedreht,
daß. die Kugeln unter die gerade Stirnfläche des Wagens zu liegen kommen und so
beim weiteren Ausfahren keinen radial gerichteten Druck mehr auf das Strebenglied
ausüben. Auf diese Weise wird bei dem eben beschriebenen Beispiel jede ruckartige
Lagenveränderung -des Strebengli.edes und des Getriebewagens vermieden.
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ZurAbschaltung desAntriebsmotors dienen Endschalter, welche durch
die Bewegung des Getriebewagens 3 i in den Endstellungen nach unten bzw. oben betätigt
werden.
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Die Fig. 8 und 9 zeigen eine weitere Vervollkommnung der Kugelrasteinrichtung
nach Fig. 5 bis 7 in der Weise, daß das Gleiten .der Kugeln beim Verdrehen des Kugelkäfigs
durch Anwendung einer Art Axiallager für die Kugeln vermieden ist.- Diese ruhen
dabei im nicht eingerasteten Zustand: auf dem Ring 32, oder beim Verdrehen des Kugelkäfigs
25 (Fig. 9) ein Abrollen der Kugeln gestattet. Er ist seinerseits gegenüber dem
Gehäuse 33 mit Hilfe von Kugeln 34 drehbar gelagert. Zweckmäßig wird zum Verstellen
der Kugeln 22 gegenüber dem Getriebewagen 3 r lediglich der Ring 32 verdreht. Dabei
ist gegenüber der Verdrehung des Kugelkäfigs 25 nach dem vorhergehenden Beispiel
nur die halbe Kraft erforderlich; der Verstellwinkel muß jedoch gegenüber jenem
Breispiel doppelt so groß sein (vgl. Fig. 9). .
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Ein weiteres Ausführungsbeispiel ist in den Fig. z o bis 12 dargestellt.
Der Getriebewageri 4r hat dabei im wesentlichen die gleiche Ausbildung wie jener
nach Fig.4. Mit dem Strebenglied 43 ist ein Verriegelungsring 42 fest verbunden,
welcher die Eindrehung 47 aufweist. Ein Druckring 44, welcher lose das Strebenglied43
zwischen dem Ende der Zahnstange 45 und dem Verriegelungsring 42 umgibt, ist mit
Hilfe von Zapfen 48 und 49 in zwei'sp.iralförmig verlaufenden
Schlitzen
53 des Gehäuses 46 geführt. Die Kugeln 5o umgeben das Strebenglied 43 nun nicht
mehr längs des gesamten Umfanges. Sie sind in der in Fig. ii angedeuteten Weise
symmetrisch zu einem Durchmesser des Strebengliedes angeordnet.
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Das Ausfahren des Strebengliedes 43 erfolgt bei dieser Ausführung
in folgender Weise: Der Getriebewagen 4i fährt zunächst nach oben und gibt die Kugeln
5o frei, so,daß diese aus der Eindrehung 47 austreten können. Das Strebenglied 43
verschiebt sich daraufhin nach unten. Dabei drückt die Zahnstange 45 auf den Druckring
44, der dadurch mit nach unten geschoben wird und infolge seiner Führung in zwei
spiralförmigen Schlitzen des Gehäuses 46 eine Drehbewegung ausführt. Ist diese Drehbewegung
beendet, so steht der Ring 44 in der irr Fig. 12 dargestellten Weise vor den Kugeln
5o. Seine Einfräsung 51 ist dabei gleichzeitig so gerichtet, daß die doppelseitige
Zahnstange 45 durch diese bei der Weiterbewegung hindurchgleiten kann.
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Zur Verriegelung des Strebengliedes 43 in der ausgefahrenen Stellung
ist die gleiche Sicherung in entsprechender Weise am oberen Ende des Wagens angebracht.
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Bei Beendigung der Einfahrbewegung nimmt der Ring 42 den Druckring
44 mit nach oben, der dabei in die Ausgangsstellung verdreht wird, während die Kugeln
5o wieder in die Ausdrehung 47 .des Ringes 42 gleiten.
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Zur Verbesserung der Reibungsverhältnisse bei der Ein- und Ausrastung
der Verriegelungsvorrichtungen besteht die Möglichkeit, gemäß Fig. 13 die Auflagefläche
54 am Druckring 44 und die Auflagefläche 55 am Gehäuse 46 für die Kugeln 5o abzuschrägen.