DE1091437B

DE1091437B - Hydraulischer Schwenkantrieb mittels wendelfoermiger Kolbenverzahnung, insbesondere zur Klappenbetaetigung bei Flugzeugen

Info

Publication number: DE1091437B
Application number: DEH36125A
Authority: DE
Inventors: Rudolf Eikenroth
Original assignee: Ernst Heinkel Flugzeugbau GmbH
Current assignee: Ernst Heinkel Flugzeugbau GmbH
Priority date: 1959-04-16
Filing date: 1959-04-16
Publication date: 1960-10-20

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung betrifft einen hydraulischen Schwenkantrieb mittels wendeiförmiger Kolbenverzahnung, insbesondere zur Übertragung großer Momente, wie sie an Querrudern und Landeklappen bei Hochgeschwindigkeits- und Überschallflugzeugen auftreten. Solche Schwenkantriebe weisen den Vorteil auf, daß sie noch bei sehr dünnen Flügelprofilen in die Klappenachse eingebaut werden können.

Bei der bisher vorgesehenen Konstruktion hat sich ein schlechter Wirkungsgrad herausgestellt. Die hohen Flächenpressungen der konstruktionsbedingten wenigen Übertragungskeile sowie die ungenügende Schmierung führten zu unbefriedigender Wirkung. Diese Nachteile werden durch die Erfindung dadurch beseitigt, daß zwei gegenläufige Ringkolben mit Buchsen vorgesehen sind, die auf dem Innenmantel gegenläufig wendelförmig und auf dem Außenmantel geradlinig verzahnt sind oder umgekehrt und die mit entsprechend verzahnten Bunden einer Spindel und einem entsprechend verzahnten Zylinder zusammenarbeiten. Dabei dient das Treibmittel zugleich als Schmier- und Dämpfungsmittel. Alle sich bewegenden Teile stehen unter Drucköl und werden nicht nur automatisch geschmiert, sondern auch gegen Flatterschwingungen durch die vorhandenen eingeschlossenen ölpolster innerhalb der Verzahnung gedämpft. Der Axialdruck wird aufgehoben, und die Spindel ist als sich drehender Zuganker zur Aufnahme des gegensätzlichen Druckes auf die beiderseitigen Zylinderdeckel ausgebildet. Die Querkräfte an den Enden der Spindel werden zum größten Teil durch seitliche Lagerschilder und das Gegendrehmoment vom Gehäuse durch vorgesehene Stutzen aufgenommen. Die Erfindung bietet außerdem für die Fertigung den Vorteil, daß die Gestehungskosten des Antriebes gering sind.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt und erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen Schwenkantrieb gemäß der Erfindung, schematisch und teilweise in einem Längsschnitt, Fig. 2 den Schwenkantrieb in einem Querschnitt,

Fig. 3 einen Teilschnitt der Verzahnung, in Vergrößerung,

Fig. 4 die Verzahnung, in einem Querschnitt und

Fig. 5, 6 und 7 verschiedene Arbeitsstellungen des S ch wenkantr i ebes.

Die Spindel 1 mit den wendelförmig verzahnten Bunden 2 und 3 wird durch die verzahnten Büchsen 4 und 5 an den Ringkolben 6 und 7 in dem einen oder anderen Drehsinn geschwenkt, sobald die Ringkolben 6 und 7 vom Drucköl entsprechend beaufschlagt werden. Die Reaktion des Schwenkmomentes wird über die Verzahnung 8 und 9 des abgestützten Zylinders 10 aufgenommen. Die Gegendruckkräfte aus der Kolben-Hydraulischer Schwenkantrieb

mittels wendeiförmiger Kolbenverzahnung, insbesondere zur Klappenbetätigung

bei Flugzeugen

Anmelder:

Ernst Heinkel Flugzeugbau G. m. b. H.,
Speyer

Rudolf Eikenroth, Stuttgart-Feuerbach,
ist als Erfinder genannt worden

bewegung heben sich bei der inneren Beaufschlagung gegenseitig auf, während dieselben bei der äußeren Beaufschlagung von den Deckeln 11 und 12 aufgenommen werden, die sich an der Spindel 1 drehbar mittels der Schulterlager 13 und 14 abstützen. Die Spindel 1 dient gleichzeitig als Zuganker für beide Deckel 11 und 12, wodurch eine wesentliche Vereinfachung der Verbindung zwischen dem Zylinder 10 und den Deckeln 11 und 12 bei raumsparender Unterbringung des Schwenkantriebes in niedriger Profilhöhe gegeben ist. Die Lage der beiderseits vorgesehenen Schulterlager 13 und 14 ist durch die kerbverzahnten Hebelnaben 15 und 16 zur Weiterleitung des Schwenkmomentes und die Befestigungsschrauben 17 und 18 festgelegt. Zur Abstützung der aus der beiderseitigen Hebelübertragung des Schwenkmomentes bedingten Querkräfte sind auf den Hebelnaben ein festes Stützlager 19 und ein bewegliches, 20, zum Ausgleich von Längsbewegungen infolge Wärmeeinführung, vorgesehen.

Bei Betätigung des Ruders werden die Axialkräfte durch die gegenläufige wendeiförmige A^erzahnung der Bunde 2 und 3 aufgehoben. Das Drucköl, das allen freien Raum ausfüllt, und zwar primär als Kraftübertragungsmittel, dient gleichzeitig als Schmierstoff für das in Fig. 6 besonders dargestellte Verzahnungssystem. Eine Dämpfung der durch Ruderflattern entstehenden Drehschwingungen ist dadurch erreicht, daß an den Enden der wendelförmig verzahnten Bunde 2 und 3 und der geraden Zylinderverzahnung 8 und 9 radial verschiebbare Blenden 21 zur Drucksteigerung des zwischen ihnen liegenden ölpolsters eingebaut sind (Fig. 7). Die Druckmittelzuführung

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erfolgt wahlweise über den Stützend bzw. über die Bohrungen 23 und 24 und ermöglicht bei einseitiger Druckzuführung und Schließen der andersseitigen Zuführungsleitung ein Verklemmen der KeilverzahnUngsbuch^erl,4; 5., Die Steuerung des Schwenkantriebes findet über einen einzigen Steuerlenkschieber 25 wie folgt statt (vgl. Fig. 5 bis 7):

1. Die äußere Zuführung des Druckmittels über Leitungen α, b ermöglicht die Schwenkbewegung des Ruders von —α bis +ct. Das verdrängte öl zwischen den Ringko'lbeh 6 und 7 tritt in die Rückführungsleitung c (Fig. S).

2. In jeder Kolbenlage bzw. Winkellage des Ruders wird durch die Zurücknahme des Steuerlenkschiebers 25 um Sl in die Mittelstellung (Fig. 5) bei äußerer Zuführung des Druckmittels der Schwenkantrieb spielfrei blockiert. Die Leitungen b und c sind geschlossen, die Leitung a geöffnet. Der Ringkolben 7 wird durch die Beaufschlagung des Ringkolbens 6 über die gegenläufige Spindel 1 mitgenommen und beide Ringkolben auf der Spindel dadurch festgekeilt.

3. Die mittlere Zuführung des Druckmittels über die Leitung c nach Fig. 3 bringt die Schwenkbewegung des Ruders von +ία bis —α. Das verdrängte öl vor den beiden Ringkolben 6 und 7 wird über die Leitungen α und b zurückgeführt.

4. Durch Verschieben des Steuerlenkschiebers 25 um S2 in die Mittelstellung (Fig. 5) erfolgt wieder die spielfreie Blockierung des Schwenkantriebes unabhängig von der gesteuerten Kolbenlage bzw. Ruderstellung.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

1. Hydraulischer Schwenkantrieb mittels wendelförmigef. ^Kolbenverzahnung, insbesondere zur Kläpperibetätigung bei Flugzeugen, gekennzeichnet durch zwei gegenläufige Ringkolben (6, 7) mit Büchsen (4, 5), die auf dem Innenmantel gegenläufig wendelförmig und auf dem Außenmantel geradlinig verzahnt sind oder umgekehrt und die mit entsprechend verzahnten Bunden (2, 3) einer Spindel (1) und einem entsprechend verzahnten Zylinder (10) zusammenarbeiten.

2. Hydraulischer Schwenkantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Treibmittel zugleich als Schmier- und Dämpfungsmittel dient.

3. Hydraulischer Schwenkantrieb nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführung des Treibmittels in jeder Schwenklage zwecks Verklemmens der Büchsen (4, 5) auf einen Ringkolben beschränkt werden kann, während die übrigen Zu- bzw. Ableitungen geschlossen sind.

4. Hydraulischer Schwenkantrieb nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Spindel i^l) zugleich zur Aufnahme der auf die Zylinderdeckel wirkenden gegensätzlichen Kräfte dient.

5. Hydraulischer Schwenkantrieb nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwecks Schwingungsdämpfung an den Enden der Verzahnung der Spindel (i) und des Zyjinders (10) radial verschiebbare Blenden eingesetzt sind.

Hierzu Ϊ Blatt Zeichnungen