DE1481606C - Vorrichtung zur Betätigung einer aus drei um ihre Längsachsen gegeneinander verdrehbaren Rohrabschnitten bestehenden Strahlablenkvorrichtung - Google Patents

Description

1 2

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung rohrteil befestigt, wobei der Bügel ganz oder teilweise zur Betätigung einer aus drei um ihre Längsachsen im rechten Winkel zur geneigten Ebene der Auslaßgegeneinander verdrehbaren Rohrabschnitten be- Öffnung des ersten drehbaren Rohrabschnittes angestehenden Strahlablenkvorrichtung, mit der die Trieb- ordnet ist und der Lagerstegring zum Ausgleich seiner werksabgase aus der Richtung parallel zur Trieb- 5 Taumelbewegung mit einem Befestigungsmittel in werkslängsachse abzulenken- sind, vorzugsweise zur einem Langloch des Bügels verschiebbar angeord-Erzeugung einer zur Triebwerkslängsachse senk- net ist.

rechten Schubkomponente, wobei der erste und der Schließlich ist der Bügel im Rahmen der Erfindung

dritte Rohrabschnitt mit der gleichen Umfangs- vorzugsweise unter einem Winkel von 45° zur lot-

geschwindigkeit und in der gleichen Drehrichtung io rechten Mittelebene des feststehenden Strahlrohres

gemeinsam verdrehbar sind, während gleichzeitig der an einer unteren Seite dessen äußerer Wandung be-

zweite mittlere Rohrabschnitt in entgegengesetzter festigt, so daß der durch die Neigung der Auslaßöff-

Drehrichtung zu den beiden anderen Rohrabschnitten nung des ersten drehbaren Rohrabschnittes sich

verdrehbar ist, und wobei die einander zugekehrten ergebenden kürzere Bereich der äußeren Seitenwan-

kreisförmigen Stirnflächen der Rohrabschnitte zu den 15 dung an dem Bügel vorbeigedreht wird. Dieser Bügel

Längsachsen derselben geneigt sind. ist das einzige Halteelement zur direkten Verbindung

Durch die schweizerische Patentschrift 327 871 ist des festen Strahlrohrteils mit dem ersten Lagersteg-

bereits eine ähnliche Strahlablenkvorrichtung be- ring und weist durch seine günstige Anordnung eine

kanntgeworden, deren Antriebsmechanismus und äußerst geringe Baulänge auf und beansprucht daher

Tragelemente der einzelnen Rohrabschnitte jedoch ao am Umfang der Strahlablenkung wenig Raum,

kompliziert und aufwendig konstruiert sind und in Ein Verdrehen der drei Rohrabschnitte gegenein-

Umfangsrichtung der Strahlablenkvorrichtung viel ander, beispielsweise zur Erzeugung einer senkrechten

Raum beanspruchen. Schubkomponente, ruft eine Taumelbewegung der

Die Erfindung beseitigt die Nachteile der vorge- die Differentialverzahnungen aufnehmenden Lagernannten bekannten Anordnung dadurch, daß der 25 stegringe hervor. Die Taumelbewegung wird erfinerste und der zweite Rohrabschnitt durch eine ge- dungsgemäß von der kardanischen, teleskopartig in meinsame in Umfangsrichtung der Auslaßöffnung des sich verschiebbaren Gelenkwelle ausgeglichen, welche ersten Rohrabschnittes und der entsprechenden Ein- vorzugsweise so zwischen den Differentialverzahlaßöffnung des zweiten Rohrabschnittes angeordnete nungen an einer Seite des mittleren drehbeweglichen Differentialverzahnung miteinander in Eingriff sind, 30 Rohrabschnittes angeordnet ist, daß der durch die der zweite und der dritte Rohrabschnitt durch eine - Neigung der Einlaßöffnung und der Auslaßöffnung weitere Umfangsrichtung der Auslaßöffnung des des mittleren drehbaren Rohrabschnittes sich erzweiten Rohrabschnittes und der entsprechenden gebende längere Bereich der äußeren Seitenwandung Einlaßöffnung des dritten Rohrabschnittes angeord- an der kardanischen Gelenkwelle vorbeigedreht wird, nete Differentialverzahnung miteinander in Eingriff 35 Auf Grund dieser Lage erfährt die kardanische sind und der erste und der dritte Rohrabschnitt Gelenkwelle die geringste Längenveränderung,
unmittelbar miteinander gekuppelt sind, so daß der Für die Wirkung der Erfindung ist es erforderlich, erste Rohrabschnitt seine Drehbewegung auf den daß beim Verdrehen der Rohrabschnitte gegeneindritten Rohrabschnitt überträgt. ander die Lagerstegringe und die mit diesen verbun-

Erfindungsgemäß stehen die an den Enden einer 4° dene kardanische Gelenkwelle keine Drehbewegung

teleskopartig in sich verschieblichen, kardanischen in Umfangsrichtung der Rohrabschnitte durchführen.

Gelenkwelle befindlichen Verzahnungen mit den zu Die kardanische Gelenkwelle befindet sich also in

dem ersten und dritten Rohrabschnitt gehörenden jedem Stellungsbereich der Strahlablenkvorrichtung

Zahnkränzen der Differentialverzahnungen im Ein- in paralleler Lage zur Längsachse des mittleren

griff. 45 Rohrabschnittes im räumlich günstigsten Bereich der

Mit Hilfe der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird oberen Hälfte der äußeren Wandung und wird ledigder dritte drehbare Rohrabschnitt, dessen Dreh- Hch in Abhängigkeit von der Taumelbewegung der bewegung lediglich ein geringes Drehmoment erfor- Lagerstegringe zusammengeschoben bzw. · auseindert, über die Differentialverzahnungen und die andergezogen. Die kardanische Gelenkwelle ist zuGelenkwelle angetrieben, während der erste und der 50 gleich treibendes, festhaltendes und synchronisierenzweite drehbare Rohrabschnitt, welche einem erheb- des Element der zwischen dem mittleren und dem lieh größeren Drehmoment unterliegen, direkt über letzten Rohrabschnitt befindlichen Differentialverdie entsprechenden Verzahnungen angetrieben zahnung,
werden. Damit eine räumlich günstige Anordnung der

Die Vorrichtung nach der Erfindung ist gegenüber 55 Strahlablenkvorrichtung gewährleistet ist, wird außerder bereits bekannten Vorrichtung zur Betätigung der dem vorgeschlagen, den die Drehbewegung der Drehbewegung mehrerer Rohrabschnitte einer Strahl- einzelnen Rohrabschnitte bewirkenden Antriebsablenkvorrichtung einfach und robust aufgebaut und motor vorzugsweise unter 45° von der lotrechten ermöglicht eine räumlich günstige Anordnung. Die Mittelebene des feststehenden Strahlrohrteils abge-Vorrichtung nach der Erfindung in Kombination mit 60 winkelt an dessen äußerer Wandung anzuordnen,
der hierbei zugrunde gelegten besonderen Aus- Bei der Vorrichtung nach der Erfindung sind alle führungsform der Strahlablenkvorrichtung ist vor- am Umfang des festen Strahlrohres und der Rohrzugsweise zum Einbau in das Rumpfheck eines Flug- abschnitte für den Antrieb der Strahlablenkvorrichzeuges geeignet, da gerade an dieser Stelle eines tung notwendigen Bauteile an den räumlich und Flugzeuges wenig Platz zur Verfügung steht. 65 baulich günstigsten Stellen angebracht, um ein

In der weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist Minimum an erforderlichem Rumpfquerschnitt zu

ein erster die Differentialverzahnung aufnehmender erreichen. Insbesondere bei axialer Anordnung

Lagerstegring mit einem Bügel an dem festen Strahl- zweier oder mehrerer Stahltriebwerke in paralleler

3 4

Lage zueinander in Kombination mit zwei oder einer Achse 18 fest verbunden, an deren anderem

mehreren Vorrichtungen nach der Erfindung ist ein Ende sich ein Zahnrad 19 befindet, -welches in "eine

äußerst geringer Abstand der Strahltriebwerke zuein- in Umfangsrichtung der abgeschrägten Einlaßöffnung

ander erzielbar. des dritten drehbaren Rohrabschnittes 20 angeordnete

Auf Grund einer konstruktiven Untersuchung der 5 Verzahnung 21 sowie in eine in Umfangsrichtung der

Strahlablenkvorrichtung ist ersichtlich, daß in abge- entsprechenden Auslaßöffnung des Rohrabschnittes 9

lenkter Stellung der Strahlablenkvorrichtung die angeordnete Verzahnung 22 eingreift. Die Rohrab-

Schubkomponente ein geometrisch verursachtes schnitte 9,20 sind durch eine in Umfangsrichtung

Drehmoment auf den mittleren drehbaren Rohr- der Äulaßöffnung des'"Rohrabschnittes 9 verlaufende

abschnitt ausübt. Dieses Drehmoment verlangt auch io Lagerung23 aneinander gelagert: Der"Rohrab-

die Hauptantriebsleistung und ist ^werfindüngsgemäß schnitt 4 treibt somit über das Getriebe 7, 8, 8 α, 13,

nach Erreichen einer gewünschten Endstellung der 14, ferner über die kardanische Gelenkwelle 15 und

Strahlablenkvorrichtung in der Drehbewegung durch mit dieser verbundene Getriebe 16, 27,19, 21 den

eine in den Antrieb eingebaute Bremse blockiert. Rohrabschnitt 20 an. Das dem Zahnrad 19 auf der

Ausführungsformen der Erfindung sind in den 15 anderen Seite der Rohrabschnitte 9,20 · gegenüber-

Zeichnungen beispielsweise dargestellt. Es zeigt liegende entsprechende Zahnrad 19 α dient lediglich

F i g. 1 den Antrieb der Strahlablenkvorrichtung zur Unterstützung der Abrollbewegung der Ver-

schematisch dargestellt, ^: zahnungen21,22. · ■-- - ■ -■ ■-■-"-'·■'■'■

Fig. 2 Einzelheiten des Getriebes zwischen dem Das dem Zahnrad 8 auf der anderen Seite der

ersten und zweiten drehbeweglichen Rohrabschnitt, 20 Rohrabschnitte 4, 9 gegenüberliegende entsprechende

Fig. 3 eine Seitenansicht der Strahlablenkvorrich- Zahnrad 8a dient mit zur Erzeugung einer dem

tung in der einen Endstellung mit entsprechenden Rohrabschnitt 4 entgegengesetzten Drehbewegung

Antriebs-und Betätigungsmitteln, ' des Rohrabschnittes 9 und ist mit seiner Achse"12 a

F i g. 4 die obere Ansicht der Strahlablenkvorrich- in einem Langloch 24 eines Bügels25 geführt, der

tung in der gleichen Stellung wie in Fig. 3 mit ent- 25 auf der dem Motor 2 gegenüberliegenden Seite am

sprechenden Antriebs- und Betätigungsmitteln, Strahlrohr 1 befestigt ist. Am Ende des Rohrab-

Fig. 5 die Strahlablenkvorrichtung in einer ande- schnittes 20 befindet sich eine querschnittsregelbare

ren Endstellung von der Seite gesehen und Schubdüse 20 α. Die in die Rohrabschnitte 4, 9 und

Fig. 6 einen Schnitt nach der Linie ΙΙ-Π der 20 eingezeichneten Pfeile kennzeichnen jeweils deren

Strahlablenkvorrichtung gemäß F i g. 4. 30 Drehrichtung. ■ ··■■■-■··-

In Fig.l ist der Einfachheit halber der gesamte Einzelheiten der aus den Elementen 7, 8,10,12, Antrieb der Strahlablenkvorrichtung in einer horizon- 13,14 bestehenden Differentialverzahnung sind in der talen Ebene befindlich dargestellt. Hierbei befindet Fig. 2 vergrößert dargestellt. Hierbei ist mit 26 der sich die Strahlablenkvorrichtung in der Stellung für Lagerstegring bezeichnet, in dem ein Teil der Anden Horizontalflug. Ein erstes Strahlrohr! ist fest 35 triebsorgane gelagert ist. Das obere Ende der die am Ende eines hier nicht weiter dargestellten Zahnräder 8 und 13 tragenden Welle 12 ist durch Turbinenstrahltriebwerkes angeschlossen. Auf der ein Kugellager 27 ; gelagert, welches seitlich vom einen Seite des festen Strahlrohres 1 befindet sich ein Lagerstegring 26 gefaßt wird. Während der Betätigung Antriebsmotor 2, beispielsweise ein Luftmotor, dessen der Strahlablenkvorrichtung ist die Welle 12 einer Zahnrad 3 in eine am Umfang der Einlaßöffnung des 40 axialen· abwärtigen Druckkomponente ' ausgesetzt, ersten drehbaren Rohrabschnittes 4 befindliche Ver- welche aber ohne Einfluß' bleibt, da das Kegelzahnzahnung 5 eingreift und den Rohrabschnitt 4, der rad 13 in einem Lager 28 umläuft und sich auf diesem durch eine in Umfangsrichtung seiner Einlaßöffnung abstützt. Das Lager 28 wird ebenfalls von einem Teil angeordnete Lagerung 6 mit dem Strahlrohr 1 ver- des Lagerstegringes 26 gehalten. Das eine Ende der bunden ist, in einer Richtung verdreht. Das abge- 45 Gelenkwelle 15 mit dem Kegelzahnrad 14 ist ebenschrägte, auslaßseitige Ende des Rohrabschnittes 4 falls in Kugellagern 29, 30 geführt, die von einem weist ebenfalls eine in seiner Umfangsrichtung ange- Teil des Lagerstegringes 26 gehalten werden. Ein ordnete Verzahnung 7 auf (F i g. 2), welche in die weiterer Lagerstegring 26 α (F i g. 3 und 4) umgibt Zahnräder 8, 8 a eingreift, die ihrerseits mit einer das auslaßseitige Ende des Rohrabschnittes 9 sowie weiteren in Umfangsrichtung der Einlaßöffnung des 5° das einlaßseitige Ende des Rohrabschnittes 20 und zweiten drehbaren Rohrabschnittes 9 angeordneten dient zur Aufnahme des Getriebes 16,17,19,19 a, Verzahnung 10 im Eingriff sind, so daß der über ein 21, 22 (F i g. 1).

Lager 11 mit dem Rohrabschnitt 4 verbundene Rohr- Die F i g. 3, 4, 5, 6 zeigen jeweils die gleiche Strahlabschnitt 9 eine Drehbewegung entgegengesetzt zur ablenkvorrichtung und deren Antriebsmittel zur Erderjenigen des Rohrabschnittes 4 erfährt. Auf der 55 zeugung der Drehbewegung der Rohrabschnitte, verlängerten Welle 12 des Zahnrads 8 ist ein keil- jedoch in verschiedenen Ansichten, wobei in der förmiges Zahnrad 13 fest angeordnet und wird ent- weiteren Beschreibung dieser Figuren die gleichen sprechend beim Verdrehen des Zahnrades 8 mitge- Bezugszeichen wie in F i g. 1 und 2 gewählt wurden, dreht. Das Zahnrad 13 bildet mit dem Eingriff in die F i g. 3 zeigt die Strahlablenkvorrichtung in einer Verzahnung eines weiteren Kegelrades 14 ein Winkel- 60 gestreckten Endstellung für den Horizontalflug, getriebe. Das Kegelrad 14 befindet sich an dem einen Hierbei befindet sich der die Drehbewegung der kardanisch angelenkten Wellenende einer Gelenkwelle Rohrabschnitte 4, 9, 20 erzeugende Antriebsmotor 20

15 (F i g. 1), an deren anderem Ende ebenfalls ein in der gewünschten Lage und ist im Bereich der entsprechendes Wellenende mit einem Kegelzahnrad unteren Hälfte des festen Strahlrohres 1 unter 45°

16 kardanisch befestigt ist. Dieses Kegelrad 16 bildet 65 von der lotrechten Mittclebene abgewinkelt an dessen wiederum mit dem Eingriff in eine entsprechende äußerer Wandung befestigt (F i g. 6).
Verzahnung eines Kegelzahnrades 17 ein Winkel- In der Ansicht nach F i g. 4 ist der genaue Verlauf getriebe. Das Kegelzahnrad 17 ist mit dem einen Ende der beiden schrägen Schnittebenen 31, 32 zwischen

I 481

den Rohrabschnitten 4, 9 und 20 wiedergegeben. Die Ebenen 31, 32 sind in dieser Ansicht unter einem Winkel von 22V2° zur geraden "Schnittebene 33 geneigt, die von dem einen auslaßseitigen Ende des Strahlrohres 1 und dem einlaßseitigen Ende des Rohrabschnittes 4 gebildet wird. Der absolute Verdrehwinkel eines jeden Rohrabschnittes 4, 9 und 20 beträgt maximal etwa 90° und ist abhängig vom verlangten Schwenkwinkel der Strahlablenkvorrichtung, der ebenfalls etwa 90° beträgt.

Die teleskopisch in sich verschiebbare kardanische Gelenkwelle 15 befindet sich stets in ihrer günstigsten Lage seitlich an der oberen Hälfte des Rohrabschnittes 9 in einer unter etwa 45° zur lotrechten Mittelebene des Rohrabschnittes 9 abgewinkelten Ebene (Fig. 6). 34, 35 sind Kardangelenke zur Verbindung des teleskopartig in sich verschiebbaren Teils der Gelenkwelle 15 mi deren beiden Enden, wobei das eine Ende mit dem Lagerstegring 26, das andere Ende mit dem Lagerstegring 26 α verbunden ist. Die Lagerstegringe 26, 26 α haben in jedem Schwenkbereich der Strahlablenkvorrichtung eine parallele Lage zu den Schnittebenen 31, 32.
. F i g. 5 zeigt die Strahlablenkvorrichtung in abgewinkelter Stellung zur Erzeugung einer senkrechten Schubkomponente. Diese Ansicht läßt die gewünschte Lage des Bügels 25 erkennen, der unter einem Winkel von etwa 45° zur lotrechten Mittelebene des feststehenden Strahlrohrteils 1 an der unteren Seite dessen äußeren Seitenwandung befestigt ist (F i g. 6). Der Lagerstegring 26, welcher über die Achse 12 α in das Langloch 24 des Bügels 25 eingreift, ist auf diese Weise zum Ausgleich seiner Taumelbewegung in axialer Richtung verschiebbar und in Umfangsrichtung festgehalten.

Aus F i g. 6 ist die genaue Lage des Motors 2, der Gelenkwelle 15 und des Bügels 25 am Umfang der Strahlablenkvorrichtung zu erkennen, die sich hierbei in der gestreckten Stellung für den Horizontalflug befindet. Durch die räumlich günstige Anordnung der die Rohrabschnitte 4, 9 und 20 antreibenden und haltenden Elemente 2,15, 25 kann die hier strichpunktiert dargestellte Rumpfkontur 37 eines Flugzeuges in äußerst geringem Abstand um die Strahlablenkvorrichtung herumgeführt werden. Die Rohrabschnitte 4, 9 und 20 weisen im wesentlichen einen von der Kreisform leicht abweichenden elliptischen Querschnitt auf, so daß die Öffnungen der Rohrabschnitte 4, 9 und 20, welche parallel zu den Schnittebenen 31, 32 verlaufen, kreisförmig sind.

Claims (8)

Patentansprüche: 55

1. Vorrichtung zur Betätigung einer aus drei um ihre Längsachsen gegeneinander verdrehbaren Rohrabschnitten bestehenden Strahlablenkvorrichtung, die vorzugsweise zur Erzeugung einer zur Triebwerkslängsachse senkrechten Schubkomponente dient, wobei der erste und der dritte Rohrabschnitt mit der gleichen Umfangsgeschwindigkeit und in der gleichen Drehrichtung gemeinsam verdrehbar sind, während gleichzeitig der zweite mittlere Rohrabschnitt in entgegengesetzter Drehrichtung zu den beiden anderen Rohrabschnitten verdrehbar ist, und wobei die einander zugekehrten kreisförmigen Stirnflächen der Rohrabschnitte zu den Längsachsen der Rohrabschnitte geneigt sind, dadurch gekennzeichnet, daß der erste und der zweite Rohrabschnitt durch eine gemeinsame in Umfangsrichtung der Auslaßöffnung des ersten Rohrabschnittes (4) und der entsprechenden Einlaßöffnung des zweiten Rohrabschnittes (9) angeordnete Differentialverzahnung (7, 8,10,13, 14) miteinander in Eingriff sind, der zweite und der dritte Rohrabschnitt durch eine weitere in Umfangsrichtung der Auslaßöffnung des zweiten Rohrabschnittes (9) und der entsprechenden Einlaßöffnung des dritten Rohrabschnittes (20) angeordnete Differentialverzahnung (16,17,19, 21) miteinander in Eingriff sind und der erste und der dritte Rohrabschnitt (4. 20) unmittelbar miteinander gekuppelt sind, so daß der erste Rohrabschnitt (4) seine Drehbewegung direkt auf den dritten Rohrabschnitt (20) überträgt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Verzahnungen (14,16) an den Enden einer teleskopartig in sich verschiebbaren, kardanischen Gelenkwelle (15) mit zu den äußeren Rohrabschnitten (4,20) gehörenden Zahnkränzen der Differentialverzahnungen im Eingriff stehen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein erster die Differentialverzahnung (7, 8,10,13,14) aufnehmender Lagerstegring (26) mit einem Bügel (25) an dem festen Strahlrohrteil (1) befestigt ist und der Bügel ganz oder teilweise im rechten Winkel zur geneigten Ebene der Auslaßöffnung des ersten drehbaren Rohrabschnittes (4) angeordnet ist und der Lagerstegring (26) zum Ausgleich seiner Taumelbewegung mit einem Befestigungsmittel in einem Langloch (24) des Bügels (25) verschiebbar angeordnet ist.

4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1,2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Bügel (25) vorzugsweise unter einem Winkel von 45° zur lotrechten Mittelebene des feststehenden Strahlrohrteils (1) an einer unteren Seite dessen äußerer Wandung befestigt ist, so daß der durch die Neigung der Auslaßöffnung des ersten drehbaren Rohrabschnittes (4) sich ergebende kürzere Bereich der äußeren Seitenwandung an dem Bügel (25) vorbeigedreht wird.

5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die durch Verdrehen der Rohrabschnitte (4, 9, 20) gegeneinander hervorgerufene Taumelbewegung der die Differentialverzahnungen aufnehmenden Lagerstegringe (26, 26 a) durch die Gelenkwelle (15) ausgleichbar ist.

6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Gelenkwelle (15) vorzugsweise so zwischen den Differentialverzahnungen an einer Seite des mittleren drehbeweglichen Rohrabschnittes (9) angeordnet ist, daß der durch die Neigung der Einlaßöffnung und der Auslaßöffnung des mittleren Rohrabschnittes (9) sich ergebende längere Bereich der äußeren Seitenwandung an der Gelenkwelle (15) vorbeigedreht wird.

7. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der die Drehbewegung der Rohrabschnitte (4, 9, 20) bewirkende

Antriebsmotor (2) vorzugsweise unter 45° von der lotrechten Mittelebene des festen Strahlrohrteiles (1) abgewinkelt an dessen äußerer Wandung angeordnet ist. " ■

8. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 7,

dadurch gekennzeichnet, daß nach Erreichen einer gewünschten Endstellung der Strahlablenkvorrichtung die Drehbewegung der Rohrabschnitte (4, 9, 20) durch eine in dem Antrieb vorhandene Bremse blockiert ist.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen 109 511/21