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Die Erfindung betrifft ein Hochauftriebssystem für Flugzeuge mit einem neuartigen Feststellkonzept für den Transmissionsstrang.
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In Flugzeugen werden Auftriebshilfen an der Flügelvorder- und -hinterkante, beispielsweise Landeklappen hinten am Flügel oder Slats vorne am Flügel anhand eines Hochauftriebssystems betätigt, das einen anhand eines Zentralantriebs angetriebenen Transmissionsstrang umfasst. Das Drehmoment des Transmissionsstrangs wird durch geeignete Aktuatoren in die einzelnen Auftriebshilfen eingeleitet.
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In gattungsgemäßen Hochauftriebssystemen ist es weiterhin bekannt, zum Bremsen und Halten des Transmissionsstrangs eine Bremse sowohl im Bereich des Zentralantriebs als auch in den Flügeln, insbesondere in den Flügelspitzen am distalen Ende des Transmissionsstrangs vorzusehen. Diese Flügelbremsen sind als separate Vorrichtungen ausgebildet. Sie haben insbesondere in Slat-Systemen einen in der Regel größeren Durchmesser als die äußeren Aktuatoren, sodass es in neueren Flugzeugen mit dünneren Flügeln zu Bauraumkonflikten kommen kann.
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Es wäre wünschenswert, auf die Flügelbremsen verzichten zu können oder diese zumindest kleiner auslegen zu können, um damit eine Ersparnis in Bauraum und Gewicht zu erzielen.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine Lösung bereitzustellen, mit der ein solches Ziel erreicht werden kann.
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Vor diesen Hintergrund betrifft die Erfindung ein Hochauftriebssystem zur Bewegung von Auftriebshilfen in den Flügeln eines Flugzeugs, wobei das Hochauftriebssystem einen Zentralantrieb und einen von diesem abgehenden Transmissionsstrang aufweist, wobei am Transmissionsstrang einer oder mehrere Aktuatoren zur Lastableitung in die Auftriebshilfen angeordnet sind.
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Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass zumindest einer der Aktuatoren eine Feststellvorrichtung aufweist, die in Reaktion auf einen Steuerbefehl eine Bremskraft auf den Transmissionsstrang ausüben kann.
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Der Kerngedanke der Erfindung besteht also darin, die Funktion der Flügelbremsen in die ohnehin vorhandenen Aktuatoren zu verlagern, um Flügelbremsen kleiner auslegen oder gar darauf verzichten zu können.
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Typischerweise umfasst das Hochauftriebssystem mehrere in Reihe an dem Transmissionsstrang angeordnete Aktuatoren und eine erfindungsgemäße Feststellvorrichtung gemäß einer oder mehrerer der nachstehende beschriebenen Ausführungsformen kann in einem, mehreren oder allen der Aktuatoren vorgesehen sein. Bevorzugt ist die Anordnung einer erfindungsgemäßen Feststellvorrichtung zumindest im äußersten oder in einem oder mehreren der zwei, vier, sechs oder acht äußersten Aktuatoren des Hochauftriebssystems, wobei der äußerste Aktuator derjenige Aktuator ist, der am weitesten vom Zentralantrieb entfernt angeordnet ist. Sind erfindungsgemäße Feststellvorrichtungen in mehreren Aktuatoren vorgesehen, so kann sich deren Bremswirkung aufaddieren, wodurch die Auslegung einer gegebenenfalls noch zusätzlich vorhandenen Flügelbremse weiter gesenkt werden kann bzw. auf eine Flügelbremse vollständig verzichtet werden kann.
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Vorzugsweise ist vorgesehen, dass der Aktuator einen Drehmomentbegrenzer aufweist, der ausgebildet ist, ein vom Antrieb wirkendes Drehmoment in eine stationäre Struktur abzuleiten, wenn ein vom Abtrieb wirkendes Gegendrehmoment einen bestimmten Schwellenwert übersteigt. Eine oder mehrere Komponenten des Drehmomentbegrenzers können erfindungsgemäß von der Feststellvorrichtung genützt werden, um in Reaktion auf einen Steuerbefehl eine Bremskraft auf den Transmissionsstrang auszuüben.
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Die Integration von Drehmomentbegrenzern in den Aktuatoren von Hochauftriebssystemen ist bekannt. Bei der Betätigung der Auftriebshilfen kann es zu Fehlern kommen, die beispielsweise darin liegen können, dass die Auftriebshilfe klemmt. Im Falle einer Blockierung einer Auftriebshilfe würde die gesamte Antriebsenergie des Zentralantriebs in die betreffende Auftriebshilfe eingeleitet, was zu Beschädigungen führen kann. Die Drehmomentbegrenzer leiten bei Auftreten einer definierten Überlast das Drehmoment in die Flügelstruktur ab.
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Der Antrieb des Aktuators wird durch den Transmissionsstrang oder eine drehfest damit verbundene Welle dargestellt. Der Abtrieb des Aktuators wird durch eine zur Auftriebshilfe leitende Welle dargestellt.
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Insbesondere kann der Drehmomentbegrenzer eine Reibungsbremse aufweisen, welche im komprimierten Zustand ein vom Antrieb wirkendes Drehmoment in eine stationäre Struktur ableitet, und vorzugsweise ferner eine zwischen Antrieb und Abtrieb des Aktuators angeordnete Kugelrampe aufweist, welche die Reibungsbremse gegen eine Vorspannung komprimiert, wenn das Gegendrehmoment des Abtriebs den Schwellenwert übersteigt. Die Reibungsbremse umfasst vorzugsweise ein Bremsscheibenpaket. Die Reibungsbremse und vorzugsweise auch den Kugelrampe können erfindungsgemäß von der Feststellvorrichtung genützt werden, um in Reaktion auf einen Steuerbefehl eine Bremskraft auf den Transmissionsstrang auszuüben.
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Es ist also in dieser Ausführungsform vorgesehen, vorhandene Reibungsbremsen und insbesondere Bremsscheibenpakete und vorzugsweise auch vorhandene Kugelrampen gängiger Drehmomentbegrenzer auch dafür zu nutzen, eine Fixierung des Transmissionsstrangs in Reaktion auf einen Steuerbefehl zu unterstützen. Dies führt zu einer großen Einsparung von Teilen, da für die Umsetzung der Erfindung auf zusätzliche gewichts- und bauraumintensive Reibungsbremsen verzichtet werden kann.
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Die Feststellvorrichtung kann einen Aktor aufweisen, der ausgebildet ist, die Reibungsbremse des Drehmomentbegrenzers in Reaktion auf den Steuerbefehl zu komprimieren. Die mögliche Ausbildung des Aktors wird an späterer Stelle noch gesondert beschrieben. Beispielsweise kann vorgesehen sein, die Reibungsbremse und insbesondere das Bremsscheibenpaket von der gegenüberliegenden Seite gegen die Kugelrampe zu drücken und zu komprimieren. Ein Vorteil dieser Anordnung ist, dass besonders wenige zusätzliche Teile im Aktuator benötigt werden, um eine signalgesteuerte Feststellfunktion für den Transmissionsstrang zu implementieren. Ferner muss weder für die Aktivierung noch für das Lösen der Feststellvorrichtung der Transmissionsstrang bewegt werden.
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In einer anderen Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass die Feststellvorrichtung ausgebildet ist, den Abtrieb in Reaktion auf einen Steuerbefehl formschlüssig oder reibschlüssig zu halten. Durch das Halten des Abtriebs wird künstlich ein Überlastfall herbeigeführt, in dem in Reaktion auf jede Bewegung des Transmissionsstrangs ein Gegendrehmoment aufgebaut wird. Dies hat zur Folge, dass der Transmissionsstrang vom Drehmomentbegrenzer gegen das Gehäuse festgestellt wird. Beispielsweise würden die Reibungsbremse und die Kugelrampe des Drehmomentbegrenzers von der Feststellvorrichtung auf diese Weise genützt, um den Antrieb und folglich den Transmissionsstrang im Falle einer Bewegung zu fixieren bzw. um die Fixierung zu verstärken.
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Ein Vorteil dieser Ausführungsform kann sein, dass die Bremskraft durch die Wirkung der Kugelbahn verstärkt werden kann. Allerdings kann es erforderlich werden, für das Lösen der Feststellvorrichtung den Transmissionsstrang zu bewegen.
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Um den Abtrieb in Reaktion auf einen Steuerbefehl formschlüssig zu halten kann beispielsweise vorgesehen sein, dass die Feststellvorrichtung einen Aktor aufweist, der in Reaktion auf den Steuerbefehl einen Bolzen radial oder axial in eine Gegenkontur am Abtrieb oder ein nachfolgendes Getriebe schiebt und so den Abtrieb blockiert. Ferner kann die formschlüssige Fixierung durch Verschiebung einer stationären Zahnkontur wie beispielsweise einer Zahnleiste oder dergleichen an eine Axialposition erfolgen, an der sie mit einem Zahnrad am Abtrieb oder ein nachfolgendes Getriebe zahnt.
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Um den Abtrieb in Reaktion auf einen Steuerbefehl reibschlüssig zu halten kann beispielsweise vorgesehen sein, dass die Feststellvorrichtung am Abtrieb oder einem nachgelagerten Getriebe angreift und es kann ein Aktor vorgesehen sein, der die Aktivierungsbremse in Reaktion auf den Steuerbefehl schließt und so den Abtrieb soweit bremst, dass der Drehmomentbegrenzer ausgelöst wird.
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In einer anderen Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass die Feststellvorrichtung eine Bremseinheit umfasst, die in Reaktion auf einen Steuerbefehl direkt und ohne Beteiligung einer etwaigen Reibungsbremse eines etwaigen Drehmomentbegrenzers eine Bremskraft auf den Transmissionsstrang ausüben kann. Beispielsweise kann der Aktuator als Teil der Feststellvorrichtung eine Reibungsbremse umfassen, mit welcher der Antrieb bzw. der Transmissionsstrang direkt am Gehäuse des Aktuators festgelegt werden kann. In dieser Ausführungsform ist die Ersparnis an Gewicht und Teilen nicht so groß wie in den vorgenannten Ausführungsbeispielen, es können aber dafür Ansprechverhalten und Bremskraft unabhängig vom Drehmomentbegrenzer eingestellt werden. In einer Variante kann vorgesehen sein, dass die vom etwaigen Drehmomentbegrenzer unabhängige Bremseinheit dieser Ausführungsform mit einer Kugelrampe in Verbindung steht, um die Bremskraft verstärken zu können.
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Generell kann vorgesehen sein, dass die Feststellvorrichtung einen Aktor aufweist, der ein positionsveränderliches Teil, eine mechanische Feder und einen Elektromagneten umfasst, wobei diese Komponenten so zusammenwirken, dass der Elektromagnet im bestromten Zustand das positionsveränderliche Teil gegen die Vorspannung der Feder in einer ersten Position hält und dass die Feder das positionsveränderliche Teil im stromlosen Zustand des Elektromagneten in eine zweite Position bewegt.
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Die zweite Position kann zum geschlossenen Zustand der Feststellvorrichtung korrespondieren, in dem der Transmissionsstrang gebremst wird. In diesem Fall wäre die Feststellvorrichtung stromlos offen.
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Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass es sich bei dem positionsveränderlichen Teil um einen Bolzen handelt, der im geschlossenen Zustand der Feststellvorrichtung in eine Gegenkontur am Abtrieb oder ein nachfolgendes Getriebe eingreifen kann, wie weiter oben im Zusammenhang mit einer Ausführungsform der Erfindung beschrieben wurde. In einem anderen Beispiel kann vorgesehen sein, dass es sich bei dem Aktor um einen Schieber handelt, der im geschlossenen Zustand der Feststellvorrichtung auf ein Bremspaket des Drehmomentbegrenzers, einer Aktivierungsbremse oder einer zusätzlichen Reibungsbremse drücken kann, wie weiter oben im Zusammenhang mit anderen Ausführungsform der Erfindung beschrieben wurde.
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In einer alternativen Ausführungsform kann der Aktor der Feststellvorrichtung auch durch einen hydraulischen oder pneumatischen Kolbenzylinder gebildet werden, der ein wie oben beschriebenes positionsveränderliches Teil bewegt.
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Entsprechend kann in einer Variante der Erfindung vorgesehen sein, dass die Feststellvorrichtung stromlos geschlossen ausgebildet ist, sodass der Transmissionsstrang im stromlosen Zustand gebremst wird.
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Dies kann beispielsweise dadurch verwirklicht werden, dass ein positionsveränderliches Teil eines Aktors, etwa ein Schieber, Anker, Bolzen oder dergleichen mit einer mechanischen Feder gegen eine Position vorgespannt ist, die er in einem aktiven Zustand der Feststellvorrichtung einnimmt, im bestromten Zustand der Feststellvorrichtung aber von einem Elektromagneten aber gegen die Vorspannung in einer Position gehalten wird, die zu einem inaktiven Zustand der Feststellvorrichtung korrespondiert.
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Alternativ kann die Feststellvorrichtung auch als stromlos offene Bremse ausgebildet sein.
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In einer bevorzugten Variante der Erfindung ist vorgesehen, dass das System keine von den Aktuatoren des Systems baulich unabhängigen Flügelbremsen für den Transmissionsstrang aufweist, die zwischen den Aktuatoren oder am distalen Ende des Transmissionsstrangs angeordnet sind. Das distale Ende ist das dem Zentralantrieb gegenüberliegende Ende des Transmissionsstrangs. Wenn die Bremswirkung der Feststellvorrichtung in den Aktuatoren stark genug ist, kann auf Flügelbremsen verzichtet werden. Dies führt zu einer erheblichen Einsparung an Bauraum, Gewicht und Kosten. Um dieses Ziel zu erreichen, können in einer Variante der Erfindung insbesondere erfindungsgemäße Feststellvorrichtungen in mehreren Aktuatoren vorgesehen sein.
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Die obigen Ausführungen sind so zu verstehen, dass das Hochauftriebssystem links und rechts bezüglich zweier Flügel eines Flugzeugs symmetrisch ist, d.h. dass vom Zentralantrieb beidseitig Transmissionsstränge abgehen, wobei die Transmissionsstränge links und rechts vorzugsweise identisch zueinander ausgestaltet sind oder zumindest die erfindungsgemäßen Merkmale aufweisen. Die obige Beschreibung beschränkt sich demnach nur der Einfachheit halber auf die Beschreibung eines Transmissionsstrangs und mithin nur des halben Hochauftriebssystems.
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Die Erfindung betrifft weiterhin ein Flugzeug mit einem erfindungsgemäßen Hochauftriebssystem. Ein wahlweise vorhandener Zentralantrieb ist vorzugsweise im Flugzeugrumpf angeordnet und die Transmissionsstränge reichen in die Flügel, wobei Auftriebshilfen, beispielsweise Slats (Vorflügel) an die Aktuatoren angebunden sind. Die Erfindung betrifft in gleicher Weise aber auch ein Flugzeug mit mehreren Antrieben von Hochauftriebssystemen betreffen, beispielsweise einer oder mehrerer Antriebseinheiten pro Flügelseite.
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Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus dem nachfolgend anhand der Figur diskutierten Ausführungsbeispiel. In den Figuren zeigen:
- 1: eine schematische Darstellung eines Hochauftriebssystems aus dem Stand der Technik;
- 2: eine Schnittansicht eines Aktuators mit Feststellvorrichtung in einer ersten Ausführungsvariante der Erfindung;
- 3: eine Schnittansicht eines Aktuators mit Feststellvorrichtung in einer zweiten Ausführungsvariante der Erfindung; und
- 4a-4b: Schnittansichten eines Aktuators mit Feststellvorrichtung in einer dritten Ausführungsvariante der Erfindung.
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In 1 ist ein Hochauftriebssystem 200 eines Flugzeugs schematisch dargestellt. Bei dem Hochauftriebssystem 200 handelt es sich konkret um ein Slat-Actuation-System, also ein System zur Bewegung von Vorflügeln 250, die an der Vorderkante eines nicht dargestellten Flugzeugflügels angeordnet sind.
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Das Hochauftriebssystem 200 umfasst einen Zentralantrieb 210, der im nicht dargestellten Flugzeugrumpf angeordnet ist und von dem beidseitig Transmissionsstränge 220 in die beiden Flügel angehen. In der Figur ist der linke Transmissionsstrang 220 vollständig dargestellt und der rechte Transmissionsstrang lediglich angedeutet. Der Transmissionsstrang 220 läuft ausgehend vom Zentralantrieb 210 bis in die Flügelspitze. Er durchläuft mehrere Aktuatoren 100, die ein Drehmoment des Transmissionsstrangs 220 in die einzelnen Vorflügel 250 ableiten.
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Zum Bremsen und Halten des Transmissionsstrangs 220 umfasst einerseits der Zentralantrieb 210 eine Feststellbremse. Zusätzlich ist in der Flügelspitze eine Feststellbremse, die sogenannte Flügelbremse 230 angeordnet. Die Flügelbremse 230 ist als separate Einheit ausgeführt und nicht Bestandteil eines anderen Gerätetyps innerhalb des Hochauftriebssystems.
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Gemäß der Erfindung soll in einem gattungsgemäßen Hochauftriebssystem 200 nun die Flügelbremse 230 an der Flügelspitze als separates Gerät eingespart oder zumindest in der Auslegung verkleinert werden, indem eine Feststellvorrichtung in zumindest einen der äußeren Aktuatoren 100 integriert wird. Da heutige Flügelbremsen beispielsweise in Slat-Systemen einen deutlich größeren Durchmesser als die äußeren Aktuatoren haben, können Bauraumkonflikte in modernen und dünnen Flügeln dadurch effektiv vermieden werden. Auch eine Gewichtsersparnis und eine Reduktion der Bauteile kann erreicht werden.
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2 zeigt eine Schnittansicht durch einen Aktuator 100, der in erfindungsgemäßer Weise mit einer Feststellvorrichtung ausgestattet ist. Der Aktuator 100 umfasst ein Gehäuse 110, das vom Transmissionsstrang 220 des Hochauftriebssystems 200 durchlaufen wird. Der Transmissionsstrang 220 stellt den Antrieb des Aktuators 100 dar. Er tritt an einem Eingang 111 in das Gehäuse 110 ein und verlässt das Gehäuse 110 an einem Ausgang 112 wieder. Er ist über ein Paar an Kupplungsscheiben 131 und 132, zwischen denen eine in der Figur als solches nicht sichtbare Kugelrampe ausgebildet ist, mit einem Abtrieb 120 gekoppelt, der ein Getriebe 121 umfasst und im Bereich des Gehäuseausgangs 112 in einer in der Figur nicht mehr dargestellten Weise mit der Bewegungsmechanik eines Vorflügels 250 in Verbindung steht.
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Die Kupplungsscheiben 131 und 132 sowie die dazwischen ausgebildete Kugelrampe bilden einen Teil eines Drehmomentbegrenzers 130 des Aktuators 100, der außerdem noch ein Bremsscheibenpaket 133 und eine metallische Druckfeder 134 umfasst. Das Bremsscheibenpaket 133 weist stationäre Bremsscheiben, die ortsfest am Gehäuse 110 angeordnet sind, und rotierende Bremsscheiben auf, die drehfest mit dem Transmissionsstrang 220 in Verbindung stehen. Es ist zwischen der antriebsseitigen Kupplungsscheibe 131 und einem Anschlag des Gehäuses 110 eingefasst. Die antriebsseitige Kupplungsscheibe 131 ist von der Druckfeder 134 gegen die abtriebsseitige Kupplungsscheibe 132 mit einer Kraft vorgespannt, die so gewählt ist, dass im widerstandsarmen Normalbetrieb des Hochauftriebssystems 200 die Kugeln der zwischen den Kupplungsscheiben 131 und 132 ausgebildeten Kugelrampe in ihrer Grundstellung verharren. So bleibt der Spalt zwischen den Kupplungsscheiben 131 und 132 im Normalbetrieb klein und das Bremsscheibenpaket 133 wird nicht durch eine axiale Kraft der Kupplungsscheibe 131 komprimiert, sodass keine Last über das Bremsscheibenpaket 133 in das Gehäuse 110 abgeleitet wird. Tritt jedoch am Abtrieb 120 durch beispielsweise eine Verklemmung am Vorflügel 250 ein erhebliches Gegendrehmoment auf, so wird der Spalt zwischen den Kupplungsscheiben 131 und 132 durch die Kugeln der Kugelrampe gegen die Vorspannung der Druckfeder 134 aufgespreizt und die Kupplungsscheibe 131 wird gegen das Bremsscheibenpaket 133 gedrückt, wodurch dieses komprimiert wird. Auf diese Weise wird eine Last des Transmissionsstrangs 220 in das Gehäuse 110 abgeleitet und die volle Last kann nicht auf den geklemmten Vorflügel 250 einwirken.
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Im Rahmen der Erfindung ist vorgesehen, die Komponenten des Drehmomentbegrenzers 130 auch als Feststellvorrichtung zu verwenden. Es soll ermöglicht werden, die Feststellung des Transmissionsstrangs 220 am Gehäuse 110 nicht nur in Reaktion auf ein fehlerbedingtes Gegendrehmoment am Abtrieb 120 zu erreichen, sondern auch in Reaktion auf ein Steuersignal.
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Zu diesem Zweck ist eine Feststellvorrichtung 140 vorgesehen, die im Ausführungsbeispiel der 2 einen im Gehäuse 110 in axialer Richtung verschiebbaren Zuganker 145, eine auf den Zuganker 145 wirkende metallische Druckfeder 146 und einen Elektromagneten 147 umfasst, der den Zuganker 145 gegen die Kraft der metallischen Druckfeder 146 in einer Ausgangsposition halten kann. Der Zuganker 145 ist an der der Kupplungsscheibe 131 gegenüberliegenden Seite des Bremsscheibenpakets 133 angeordnet.
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Im inaktiven Zustand der Feststellvorrichtung ist der Elektromagnet 147 aktiviert und hält den Zuganker 145 gegen die Kraft der Druckfeder 146 in der Ausgangsposition, in welcher der Zuganker 145 im Abstand zum Bremsscheibenpaket 133 steht und keine Kompressionskraft auf dieses ausübt. Der Zuganker 145 dient dabei vielmehr als starrer Gehäuseanschlag für das Bremsscheibenpaket 133. Wird der Elektromagnet 147 jedoch ausgeschaltet, wird der Zuganker 146 von der Druckfeder 147 gegen das Bremsscheibenpaket 133 geschoben und das Bremsscheibenpaket 133 wird durch Druckausübung von der anderen Seite komprimiert, als es bei einer Auslösung durch ein Gegendrehmoment am Abtrieb 120 der Fall wäre. In diesem Fall kommt es durch signalgesteuerte Aktivierung der stromlos geschlossenen Feststellvorrichtung 140 zu einer Feststellung des Transmissionsstrangs 220 am Gehäuse 110.
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Das Bremsscheibenpaket 133 und die Kupplungsscheibe 131 des Drehmomentbegrenzers 130 werden also in dieser Ausführungsform von der Feststellvorrichtung 140 genützt, um den Transmissionsstrang 220 gegen das Gehäuse 110 festzulegen.
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Ein Vorteil dieser Anordnung ist, dass besonders wenige zusätzliche Teile im Aktuator benötigt werden, um eine signalgesteuerte Feststellfunktion für den Transmissionsstrang 220 zu implementieren. Ferner muss weder für die Aktivierung noch für das Lösen der Feststellvorrichtung 140 der Transmissionsstrang 220 bewegt werden.
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3 zeigt eine andere Variante eines Aktuators 100, der ebenfalls in erfindungsgemäßer Weise mit einer Feststellvorrichtung ausgestattet ist. Die mit der Ausführungsvariante gemäß 2 übereinstimmenden Teile sind mit identischen Bezugszeichen gekennzeichnet.
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Im Gegensatz zu der Ausführungsform gemäß 2 ist in der Ausführungsform auf der der Kupplungsscheibe 131 gegenüberliegenden Seite des Bremsscheibenpakets 133 keine Vorrichtung zur signalgesteuerten Komprimierung des Bremsscheibenpakets 133 angeordnet.
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Stattdessen ist eine zusätzliche Reibungsbremse in Form eines Bremsscheibenpakets 143 in das Gehäuse 110 integriert. Das Bremsscheibenpaket 143 stellt einen Teil der Feststellvorrichtung 140 dieser Ausführungsform dar. Es weist stationäre Bremsscheiben, die ortsfest am Gehäuse 110 angeordnet sind, und rotierende Bremsscheiben auf, die drehfest mit dem Abtrieb 120 in Verbindung stehen. Es ist in einer zwischen der abtriebsseitigen Kupplungsscheibe 131 und dem Getriebe 121 liegenden Nische des Gehäuses 110 angeordnet und auf einer Seite gegen einen Anschlag 142 des Gehäuses 110 abgestützt.
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Die Feststellvorrichtung 140 des Ausführungsbeispiels gemäß 3 umfasst weiterhin einen im Gehäuse 110 in axialer Richtung verschiebbaren Zuganker 145, eine auf den Zuganker 145 wirkende metallische Druckfeder 146 und einen Elektromagneten 147, der den Zuganker 145 gegen die Kraft der metallischen Druckfeder 146 in einer Ausgangsposition halten kann.
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Im inaktiven Zustand der Feststellvorrichtung ist der Elektromagnet 147 aktiviert und hält den Zuganker 145 gegen die Kraft der Druckfeder 146 in der Ausgangsposition, in welcher kein Kontakt zum Bremsscheibenpaket 143 vorliegt. Wird der Elektromagnet 147 jedoch ausgeschaltet, wird der Zuganker 145 von der Druckfeder 146 gegen das Bremsscheibenpaket 143 gedrückt und das Bremsscheibenpaket 143 wird durch diese Druckausübung komprimiert. Dadurch wird der Abtrieb 120 gebremst und es wird ein künstlicher Überlastfall erzeugt, indem der gebremste Abtrieb ein Gegendrehmoment auf das Drehmoment des Transmissionsstrangs 220 ausübt. Dies führt zu einer Aktivierung des Drehmomentbegrenzers 130 und zu einer Feststellung des Transmissionsstrangs 220 am Gehäuse.
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Auch hier kann es also durch signalgesteuerte Aktivierung einer stromlos geschlossenen Feststellvorrichtung 140 zu einer Feststellung des Transmissionsstrangs 220 am Gehäuse 110 kommen, wobei die Feststellvorrichtung 140 alle Elemente des Drehmomentbegrenzers, d.h. die Kupplungsscheiben 131 und 132 sowie die dazwischen angeordnete Kugelrampe, das Bremsscheibenpaket 133 und die Druckfeder 134 dazu genützt werden, um den Transmissionsstrang 220 gegen das Gehäuse 110 festzulegen.
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Ein Vorteil dieser Anordnung ist, dass die Bremskraft durch die Wirkung der Kugelbahn gegenüber der Ausführungsvariante gemäß 1 verstärkt werden kann. Allerdings muss für das Lösen der Feststellvorrichtung 140 der Transmissionsstrang 220 bewegt werden.
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4a und 4b zeigen eine wiederum andere Variante eines Aktuators 100, der in erfindungsgemäßer Weise mit einer Feststellvorrichtung ausgestattet ist. Die mit den Ausführungsvarianten gemäß 2 und 3 übereinstimmenden Teile sind wiederum mit identischen Bezugszeichen gekennzeichnet. 4a zeigt eine zu den Ansichten der 2 und 3 analoge Längsschnittansicht. 4b zeigt einen Querschnitt auf Höhe der abtriebsseitigen Kupplungsscheibe 132.
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Im Gegensatz zu der Ausführungsform gemäß 3 ist in der Ausführungsform gemäß 4a und 4b keine zusätzliche Reibungsbremse in das Gehäuse 110 integriert. Vielmehr umfasst die abtriebsseitige Kupplungsscheibe 132 an ihrem Umfangsmantel radiale Vertiefungen 148, in welche ein am Gehäuse 110 festgelegter und in radialer Richtung verfahrbarer Bolzen 149 eingeschoben werden kann, um eine Rotation des Abtriebs 120 formschlüssig zu blockieren. Zum Verfahren des Bolzens 149 ist wiederum eine Schaltung umfassend eine auf den Bolzen 149 wirkende metallische Druckfeder 146 und einen Elektromagneten 147 am Gehäuse 110 vorgesehen, wobei der Elektromagnet 147 den Bolzen 149 gegen die Kraft der metallischen Druckfeder 146 in einer Ausgangsposition halten kann. Die Druckfeder 146, der Elektromagnet 147, die Vertiefungen 148 und der Bolzen 149 bilden gemeinsam die Feststellvorrichtung 140 in dieser Ausführungsform.
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Die Funktionsweise der Ausführungsform gemäß 4a und 4b ist analog der Funktionsweise der Ausführungsform gemäß 3, wobei die aus der Ausführungsform gemäß 3 bekannte kraftschlüssige Festlegung des Abtriebs 120 anhand des Bremspakets 143 durch eine formschlüssige Festlegung des Abtriebs 120 anhand des Eingriffs des Bolzens 149 in die Vertiefungen 148 ersetzt ist.
