DE1703004A1

DE1703004A1 - Steuervorrichtung zur Verriegelung einer Welle bzw.eines Schaftes gegen axiale Verschiebung

Info

Publication number: DE1703004A1
Application number: DE19681703004
Authority: DE
Inventors: Houk Richard David
Original assignee: North American Rockwell Corp
Current assignee: Boeing North American Inc
Priority date: 1967-03-22
Filing date: 1968-03-20
Publication date: 1971-01-21
Also published as: NL6802803A; JPS5028685B1; NL152379B; GB1160194A; BE712591A; US3416390A; FR1573072A

Description

PATENtANWXlTt

DR. E. WIEGAND DIPL-ING. W. NIEMANN 1703004

DR. M. KOHLER DIPL-ING. C. GERNHARDT

MÖNCHEN HAMBURG

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TELEFON: 395314 , 2000 H AMBU RG 50, toi 3v ^D0

TELEGRAMME: KARPATENT KDNIGSTRASSE 28

W. 23 083/68 12/11

Morse Controls InC₀ Hudson, Summit County, Ohio

Steuervorrichtung zur Verriegelung einer Welle "bzw. eines Schaftes gegen.axiale Verschiebung.

Gegenstand der Erfindung ist eine Verriegelungs- bzw» Sperrvorrichtung in erster Linie für den Kern eines Schub-Zug-Steuerkabels, Der Kern ist an einem Steuerschaft befestigt, der in einer Bohrung von allgemein elliptischem Querschnitt, die sich längs durch ein hülsen artiges Gehäuse erstreckt, axial verschiebbar ist. V/enigatens ein Teil des Steuerschaftes weist diametral gegenüberliegende gekrümmte !Flächen an Sρerranschlagen von größerem Durchmesser als der Schaft selbst auf» Dieae gekrümmten Flachen erlauben ea dem Schaft, sich axial zu dem Gehäuse zu verschieben, wenn er in der Ebene der größeren Achae oder Querachse der elliptischen Bohrung

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ausgerichtet ist, jedoch verkeilen sie sich gegen die allgemein elliptische^ Fläche der Bohrung wenn sie gegen die Ebene der kleineren oder der konjugierten Achse gedreht werden, um axiale Verschiebung des Steuerschaftes zu verhindern.

Schub-Zug-Steuerkabel sind in der Technik allgemein als Vorrichtungen mit einem Kernelement bekannt, die mechanische Bewegung in jeder Eichtung übertragen können, wenn wenigstens die Enden der Kabelhülle in ihrer Stellung zufriedenstellend festgeklemmt sind. Schub-Zug-Kabel, die biegsam sind, sind besonders für Einbauten geeignet, bei denen es erforderlich ist, daß das Kabel sich über eine Anzahl von Biegungen zwischen einer Steuerstation und einer entfernt liegenden gesteuerten Station erstreckt. Solche Kabel sind derart ausgeführt, daß ein Kern in einer Abstützhülle verschiebbar aufgenommen ist und sie werden üblicherweise in Verbindung mit solchen Vorrichtungen als Drossel- und Bremssteuerung verwendet»

In vielen solchen Installationen ist der Steuerhandgriff direkt mit dem Kern verbunden. Für diese Verwendung ist es oft erforderlich, oder wenigstens wünsch/enswert-, daß der Kern wahlweise gegen eine andere Bewegung als der erwünschten verriegelbar ist. Z₀B. wenn der Kern mit einer federbelasteten Drossel verbunden ist, kann eine gewünschte Einstellung nicht beibehalten werden, wenn nicht der Kern gegen die Federkraft zurückgehalten wird.

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In ähnlicher Weise muß, wenn das 3teuerkabel zum Betitigen einer Bremse verwendet wird, "beispielsweise einer ■ Uotbremse, der Kern leicht in mehreren verschiedenen Stellungen verriegelbar sein, ohne Gefahr vor versehentlicher Preigabeο Ferner ist für solche Anwendungen die Größe der für den Kern erforderlichen axialen Bewegung von Installation zu Installation, oder sogar zwischen aufeinanderfolgenden Anwendungen für irgendwelcher gegebenen Installation verschieden.

Bisher sind verschiedene bekannte Steuervorrichtungen in einem Versuch verwendet worden, ein solche Ergebnisse zu ersxelen» Der wahrscheinlich erste Versuch, einen verriegelbaren 'St euer schaft zu vervend-en, .der an dem Steuerkabelkern befestigt ist, erforderte, daß der Schaft zwischen im Abstand voneinander getrennten Stützlagern angebracht war. Ein Ansatz erstreckte sich von dem Schaft zwischen den Stützlagern radial nach außen und die Drehung des Schaftes zwingt den Ansatz gegen ein Gehäuse, so daß die Verriegelungswirkung durch Dreipunfctberührung dargestellt ist, die aus den zwei Lagern und dem dazwischen befindlichen Ansatz besteht. Diese Ausführung hat mehrere Nachteile, wobei der grüßte darin besteht, daß die Länge der Bewegung,- die dabei erhalten werden kann, durch die Tatsache ernsthaft behindert wird, daß bei Vergrößerung der

die
Spannweite zwischen den Lagern/Verriegelungswirkung weniger

zuverlässig wird, weil die größere Spannweite für den

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Schaft, die durch, das Zunehmen der Spannweite zwischen den Lagern notwendig wird, zu einer Flexibilität "bzw« Biegbarkeit des Schaftes führt, die bei Vibrationen ganz leicht eine Entriegelung ermöglichte

Um diese Schwierigkeiten auszuschalten, sind verschiedene komplexe Vorrichtungen entwickelt worden. Eine solche Vorrichtung erfordert, daß der Betätigungsschaft einen bikonvexen Querschnitt mit gegenüberliegenden Bogen verschiedener -^adien. aufweist. Dieser bikonvexe Schaft ist axial verschiebbar in einer zylindrischen Bohrung, deren Eadius gleich dem Radius von einem Bogen an dem bikonvexen Schaft, aber kleiner als der Radius des zweiten Bogens ist. Ein Verriegelungsansatz muß sich radial einwärts zu der zylindrischen Bohrung erstrecken und er wirkt als ein -Hocken gegen den Bogen, dessen Radius gleich dem der Bohrung ist, um die sich gegenüberliegenden Schnittpunkte der Kurven, die den Querschnitt des Schaftes bilden, gegen die Fläche der Bohrung bei" Teildrehung des Schaftes zu verkeilen. Die Präzision, die bei. der Ausführung dieser Vorrichtung erforderlich ist, schaltet ihre allgemeine Annahme aus.

Andere Versuche, eine solche steuerung zu verfeinern, verwendeten eine zylindrisch gebohrte Betätigungshülse, die in einem zylindrisch gebohrten Gehäuse axial verschiebbar ist. Bei dieser Ausführung wird ein Steuerschaft in der Bohrung der Betätigungshülse aufgenommen und der Steuer-

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schaft ist mit einem Nockenvorsprung versehen, der eine Holle in und ausser Eingriff mit dem Gehäuse durch eine radiale Öffnung in der Betätigungshülse zwingt,, Die Vielzahl der Teile, die für diese Ausführung erforderlich ist, macht sie zu teuer in der Herstellung und zu abhängig von Verschmutzung.

Es ist daher ein Zweck der Erfindung, eine Kernverriegelungsvorrichtung vorzusehen, die besonders für ein Zug- Schub-Kabel geeignet ist, wobei der Verriegelungsvorgang einfach bewirkt wird durch eine Ausführung, die leicht an eine Vielzahl von Kabelgrößen anpaß^bar ist und die unkompliziert und billig herzustellen und zu installieren ist.

Ein anderer Zweck der Erfindung ist, eine Kernverriegelungsvorricirtung, wie oben, zu schaffen, in der die Sperrwirkung durch die Anpassung von sogar außergewöhnlich langen Kernverschiebungen nicht vermindert wird, und die gleichzeitig Vibrationen widersteht.

Die Erfindung wird durch die folgende beispielsweise;* Beschreibung einer Ausführungsform erläutert.

Im allgemeinen verwendet eine erfindungsgemäße Steuervorrichtung einen Schaft mit wenigstens zwei diametral gegenüberliegenden Verriegelungsanaätzen, deren gekrümmte äußere Flächen sich radial nach außen von dem Schaft erstrecken. Der Steuerschaft ist in einer allgemein elliptiscren Bohrung aufgenommen, die aich in Längsrichtung des "Ge-

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häuses erstreckt. Der Steuerschaft ist darin axial ver-

ya.

schiebbar, wenn die Ansätze-Oder Ebene der größeren Achse oder Querachse der allgemein elliptischen Bohrung ausgerichtet sind. Wenn jedoch der £>teuerschaft teilweise gedreht wird, verkeilen sich die gekrümmten Flächen an den Verriegelungsansätzen gegen die innere Fläche der allgemein elliptischen Bohrung, um den Steuerschaft gegen axiale Verschiebung zu sperren.

Eine ,bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist an Hand der Zeichnung beispielsweise erläutert:

Fig. 1 ist eine Seitenansicht, teilweise gebrochen und teilweise im Schnitt, die ein Zug-Schub-Steuerkabel darstellt, das mit einer Steuervorrichtung gemäß der Erfindung arbeitsmäßig verbunden ist. Fig. 2 ist ein vergrößerter Querschnitt entlang der

Linie 2-2 von Fig. 1, in der die Vorrichtung in der unverriegelten Stellung dargestellt ist; Fig. 3 ist eine Ansicht, die der Fig. 2 ähnlich ist, in der die Vorrichtung in der verriegelten Stellung dargestellt ist.

Fig. 4 ist eine perspektivische Darstellung, teilweise gebrochen, in der das Verhältnis des Steuerschaftes zu dem hülaenartigen Gehäuse, in welchem er aufgenommen ist, dargestellt ist. In der Zeichnung ist die Steuervorrichtung gemäß der Erfindung allgemein mit dem Bezugszeichen 10 bezeichnet und

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mit einer S chub -Zug-Steuerkab el vor richtung 11 arbeitsmäßig verbunden dargestellt. Die Schufe-Zug-Steuerkabelvorrichtung 11 umfaßt einen Kern 12 und eine Hülse 15, in der der Kern 12 hin- und herschiebbar ist.

Es sind viele Hüllenausführungen bekannt, von denen eine schematisch dargestellt ist und die mehrere Drähte 14 aufweist, die in 8ehraubenlinienform aneinandergrenzend um die radial äußere Fläche eines inneren "biegsamen Schlauches 15 gelegt sind, der sich über die volle Länge der Hülle 13 erstreckte line äußere biegsame Umhüllung 16 umschließt die Spule von Drähten 14 und erstreckt sich entlang der gesamten -Hülle 13 bis zu wenigstens einem kurzen Abstand von dem Ende der Drähte 14.

Ein "Verbindungsstück 18 eines rohrförmigen hülsenartigen Gehäuses 19 ist über dem Ende der Drähte 14 und der Umhüllung 16 angeordnet und sicher daran befestigt, beispielsweise durch Anstauchen.

Das Gehäuse 19 kann direkt durch eine geeignete Öffnung 20, wie beispielsweise in dem Haltearm 21 dargestellt ist, aufgenommen werden. So kann ein Paar von Haltemuttern 22 und. 23-, die auf den äußeren mit Gewinde versehenen Teil des Gehäuses 19 aufgeschraubt sind, gegen die gegenüberliegenden Flächen der Klammern 21 angezogen werden, um die Vorrichtung in der gewünschten Stellung festzulegen«

Eine Bohrung 25 von allgemein elliptischem Querschnitt erstreckt sich in Längsrichtung des Gehäuses 19 und nimmt

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einen Steuerschaft 26 auf»

Ein Ende des Steuerschaftes 26 ist an dem Kabelkern 12 gesichert, vorzugsweise um wenigstens teilweise relative Drehbewegung zwischen diesen Teilen zu ermöglichen,, Ein Ausführungsbeispiel ist in I¹Ig₀ 1 gezeigt. Das Ende des Steuerkabels 12 ist gestaucht oder auf andere Weise an einem Drehzylinder 28 befestigt, und der -^rehzylinder 28 ist innerhalb eines Hohlraumes 29 in dem Ende des Steuerschaftes 26 drehbar aufgenommen»

Ein Lagereinstellring 30 greift in das äußere Ende des · Zylinders 28 ein, um dieses gegen axiale Verschiebung ^m^ Bezug auf den Steuerschaft 26 zu halten und den Reibungswiderstand minimal zu machen, der sich ergeben kann, wenn die Endborderung 31, die den Lagereinstellring 30 in dem Hohlraum 29 hält, mit dem Zylinder 28 in Eingriff tritt.

Das gegenüberliegende Ende des ^üteuerschaftes 26 erstreckt sich aus dem Gehäuse 19 heraus und trägt einen Handgriff 32o Der dargestellte T-Handgriff ist nicht drehbar auf dem Steuerschaft 26 befestigt, beispielsweise durch einen Längsschlitz 33 in dem Handgriff 32, in den das flache Ende 34 des ^teuerschaftes 26 eingeführt wird. Eine Ankerschraube 35 erstreckt sich durch den Handgriff 32 und in den Schaft 26 hinein, um eine Trennung des Handgriffes von dem Schaft zu verhindern»

Obwohl der gesamte ^teuerschaft 26 so ausgebildet sein kann, ist es ausreichend, wenigstens einen Teil davon mit

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gegenüberliegenden, sich radial erstreckenden Verriegelungsansätzen 36 und 37 zu versehen. Gekrümmte Flächen 39 und 40, die durch die diametral gegenüberliegenden Ansätze 36, dargeboten sind, sind allgemein gekrümmt und im Abstand voneinander jeweils radial nach innen von der Apogäe 41 bzw. 42 der Bohrung 45 angeordnet, so daß der Steuerschaft 26. axial zu der Bohrung frei verschoben werden kann, solange die Ansätze in der Ebene der Querachse 43 der allgemein elliptischen Brohrung 25 ausgerichtet sind und somit sich in Nebeneinanderstellung mit den Apogäen 41 und 42 befinden. Der Durchmesser der allgemeinen gekrümmten Flächen 39 und 40 ist daher kleiner als die Spannweite der Querachse 43 zwischen den Apogäen 41 und 42.

Die diametrale Spannweite zwischen den Flächen 39 und ist jedoch größer als die Spannweite der konjugierten Achse 46 zwischen den Perigäen 48 und 49, so daß bei Drehung des Steuerschaftes die Flächen 39 und 40 in Eingriff mit gegenüberliegenden Teilen der Innenfläche 50 der Bohrung zwischen den Apogäen 41, 42 und den Perigäen 48, 49 gezwungen werden.

Es ist zu verstehen, daß es weder kritsich ist, daß die Bohrung genau eine Ellipse ist, noch daß die Flächen 39 und 40 genau bogenförmig sind. Sie sind jedoch allgemein elliptisch bzw. allgemein bogenförmig, und es ist für die Sicherung des Verriegelungseingriffes nur notwendig, daß sich, der Grad der Krümmung der Bohrung 25 und der diame-

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tralen Flächen 39 und 40 an ihrer Verriegelungsberührungsstelle um nicht mehr als sieben (7) Grad unterscheidet.

Demgemäß muß wie in !ig. 3 gezeigt, die Linie 51» welche die allgemein elliptische Fläche 50 der Bohrung 25 und an der Berührungsstelle 52 tangiert, von der Linie, die die allgemein "bogenförmige Fläche 39 tangiert, um nicht mehr als sie"ben (7) Grad divergieren. Der Krümmungsgrad der Bohrung 25 ist somit kleiner als der Krümmungsgrad der bogenförmigen Flächen 39 und 40 an der Stelle, an der mit der elliptischen Bohrung die "bogenförmigen Flächen in ■Verriegelungseingriff treten.

Mit dieser Ausführung schafft eine drehende Keilkraft von wenigen Unzen, die an den Handgriff 32 angelegt wird, eine wirksame axiale Festlegung bzw. Verriegelung von hunderten von Kilogramm (lbs), die an den Kabelkern 12 angelegt werden.

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Claims

P at ent an spr üche

1. Steuervorrichtung für wahlweises Verriegeln einer Welle oder eines Schaftes gegen axiale Verschiebung über ihren bzw. seinen Bewegungshereich, mit einem Gehäuse, durch welches sich eine Bohrung erstreckt, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrung (25) allgemein elliptischen Querschnitt mit einer Querachse (43) und einer konjugierten Achse (46) aufweist, der Schaft (26) gegenüberliegende Verriegelungsansätze (36, 37) aufweist, die sich von dem Schaft radial erstrecken und diametrische allgemein bogenförmige Flächen (39, 40) darbieten, deren Durchmesser, um axiale Verschiebung des Schaftes zuzulassen, wenn die Ansätze in der Ebene der Querachse ausgerichtet sind, kleiner als die Spannweite der Querachse und -größer als die Spannweite der konjugierten Achse ist, so daß die Ansätze sich-gegen die Fläche der Bofihung verriegelt verkeilen, um axiale Verschiebung des Schaftes zu verhindern, wenn die Ansätze in Richtung gegen ^

dieEbene der konjugierten J^ehse gedreht werden.

2. Steuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Krümmungsgrad der elliptischen Bohrung (25) wenigstens an der Stelle, an welcher die bogenförmigen Flachen mit ihr in Verriegelungseingriff stehen, wenigstens um 7° kleiner als der Krümmungsgrad der bogenförmigen Flächen ist. .

3. oteuervorrichtung mit einem axial bewegbaren und

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teilweise drehbaren Schaft, der in einem Gehäuse angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (19) an seinem Inneren eine allgemein elliptische Fläche (50) mit gegenüberliegenden Apogäen (41, 42) und Perigäen (48, 49) aufweist, und der Schaft (26) gegenüberliegende gebogene Flächen (39» 40) wenigstens mit Bezug auf einen seiner Durchmesser aufweist, axial zu der elliptischen Fläche verschiebbar ist, wenn die gegenüberliegenden gebogenen Flächen an dem Schaft den Apogäen (41, 42) gegenüberliegend ausgerichtet sind, und gegen axiale Verschiebung verriegelt ist,"wenn er gedreht ist, um die gebogenen Flächen an ihm in Eingriff mit gegenüberliegenden Teilen der elliptischen Fläche zwischen den Apogäen und den Perigäen (48, 49) zu bringen.

4. Steuervorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Krümmungsgrad der allgemein elliptischen Fläche (50) und der gebogenen Flächen (39, 40) an ihrer Eingriffsstelle sich um nicht mehr als 7° unterscheiden.

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