DE1091437B

DE1091437B - Hydraulic swivel drive by means of helical piston teeth, especially for flap actuation on aircraft

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

DEUTSCHESGERMAN

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.The invention relates to a hydraulic swivel drive by means of helical piston teeth, especially for the transmission of large moments, such as those on ailerons and flaps on high-speed and supersonic aircraft occur. Such rotary drives have the advantage that they can be built into the flap axis even with very thin wing profiles.

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 the previously proposed construction, a poor efficiency has been found. The high Surface pressures of the design-related few transmission wedges as well as the insufficient Lubrication led to an unsatisfactory effect. These disadvantages are thereby addressed by the invention eliminates the fact that two counter-rotating annular pistons are provided with sockets that rotate in opposite directions on the inner jacket are helical and toothed in a straight line on the outer jacket or vice versa and with Correspondingly toothed collars of a spindle and an appropriately toothed cylinder work together. The propellant also serves as a lubricant and dampening agent. All moving Parts are under pressure oil and are not only automatically lubricated, but also against flutter vibrations dampened by the existing enclosed oil cushions within the toothing. Of the Axial pressure is removed and the spindle acts as a rotating tie rod to accommodate the opposite Pressure is formed on the cylinder covers on both sides. The shear forces at the ends of the The spindles are largely controlled by the side end shields and the counter torque from the housing recorded by provided nozzles. The invention also offers the advantage for manufacturing that the production costs of the drive are low.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt und erläutert. Es zeigtIn the drawing, an embodiment of the invention is shown and explained. It shows

Fig. 1 einen Schwenkantrieb gemäß der Erfindung, schematisch und teilweise in einem Längsschnitt, Fig. 2 den Schwenkantrieb in einem Querschnitt,1 shows a swivel drive according to the invention, schematically and partially in a longitudinal section, FIG. 2 the swivel drive in a cross section,

Fig. 3 einen Teilschnitt der Verzahnung, in Vergrößerung, 3 shows a partial section of the toothing, enlarged,

Fig. 4 die Verzahnung, in einem Querschnitt undFig. 4 the toothing, in a cross section and

Fig. 5, 6 und 7 verschiedene Arbeitsstellungen des S ch wenkantr i ebes.5, 6 and 7 different working positions of the swivel drive.

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 SchwenkantriebThe spindle 1 with the helically toothed collars 2 and 3 is supported by the toothed bushings 4 and 5 pivoted on the annular pistons 6 and 7 in one direction or the other as soon as the annular pistons 6 and 7 are acted upon accordingly by the pressure oil. The reaction of the swivel torque is controlled by the Toothings 8 and 9 of the supported cylinder 10 were added. The counter pressure forces from the piston hydraulic Slewing drive

mittels wendeiförmiger Kolbenverzahnung, insbesondere zur Klappenbetätigungby means of helical piston teeth, in particular for flap actuation

bei Flugzeugenin aircraft

Anmelder:Applicant:

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

Rudolf Eikenroth, Stuttgart-Feuerbach,
ist als Erfinder genannt wordenRudolf Eikenroth, Stuttgart-Feuerbach,
has been named as the inventor

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. movement cancel each other out with the internal impact, while the same with the external one Acting on the covers 11 and 12, which are rotatable on the spindle 1, are received support by means of the shoulder bearings 13 and 14. The spindle 1 also serves as a tie rod for both Cover 11 and 12, thereby significantly simplifying the connection between the cylinder 10 and the lids 11 and 12 with space-saving accommodation of the swivel drive in a low profile height given is. The position of the shoulder bearings 13 and 14 provided on both sides is determined by the serrated Lever hubs 15 and 16 for forwarding the swivel torque and the fastening screws 17 and 18 set. To support the swivel torque caused by the lever transmission on both sides Lateral forces are on the lever hubs a fixed support bearing 19 and a movable one, 20, to compensate for Longitudinal movements due to the introduction of heat are provided.

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 DruckmittelzuführungWhen the rudder is operated, the axial forces are caused by the counter-rotating helical teeth of the Bundles 2 and 3 canceled. The pressure oil that fills all free space, primarily as a power transmission medium, serves at the same time as a lubricant for the gear system shown in particular in FIG. 6. A dampening of the flutter caused by the rudder Torsional vibration is achieved in that at the ends of the helically toothed Collars 2 and 3 and the straight cylinder teeth 8 and 9 radially displaceable diaphragms 21 to increase pressure of the oil pad lying between them are installed (Fig. 7). The pressure medium supply

009 628/36009 628/36

1 G911 G91

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):takes place either via the supporting end or via the Bores 23 and 24 and enables pressure supply on one side and closing of the other side Supply line jamming of the spline gear book ^ erl, 4; 5., The swivel drive is controlled via a single steering slide 25 takes place as follows (see. Fig. 5 to 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).1. The external supply of the pressure medium via lines α, b enables the rudder to pivot from -α to + ct. The displaced oil between the Ringko'lbeh 6 and 7 enters the return line 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.2. In each piston position or angular position of the rudder, the swivel drive is blocked free of play when the control slide 25 is withdrawn by Sl into the middle position (FIG. 5) when the pressure medium is supplied from the outside. Lines b and c are closed, line a is open. The annular piston 7 is carried along by the action of the annular piston 6 via the counter-rotating spindle 1 and both annular pistons are thereby wedged onto the spindle.

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.3. The middle supply of the pressure medium via line c according to FIG. 3 brings the pivoting movement of the rudder from + ία to -α. The displaced oil in front of the two annular pistons 6 and 7 is returned via the lines α and b .

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.4. By moving the steering slide 25 by S2 into the middle position (FIG. 5), the swivel drive is blocked again without play, regardless of the controlled piston position or rudder position.

Claims

PATENT CLAIMS:

1. Hydraulic swivel drive by means of helical ^ Piston toothing, especially for actuating the rattle on aircraft, characterized by two counter-rotating annular pistons (6, 7) with bushings (4, 5), which are helically toothed in opposite directions on the inner surface and in a straight line on the outer surface, or vice versa and which are provided with correspondingly toothed collars (2 , 3) a spindle (1) and a correspondingly toothed cylinder (10) work together.

2. Hydraulic swivel drive according to claim 1, characterized in that the propellant also serves as a lubricant and dampening agent.

3. Hydraulic swivel drive according to claim 1 and 2, characterized in that the Supply of the propellant in each pivot position for the purpose of jamming the sleeves (4, 5) on one The annular piston can be restricted while the other inlets and outlets are closed.

4. Hydraulic swivel drive according to claim 1 to 3, characterized in that the Spindle i ^ l) at the same time to accommodate the on the Cylinder cover acting opposing forces is used.

5. Hydraulic swivel drive according to claim 1 to 4, characterized in that for the purpose Vibration damping at the ends of the toothing of the spindle (i) and the cylinder (10) radially displaceable diaphragms are used.

For this purpose Ϊ sheet of drawings