DE202022100277U1

DE202022100277U1 - Verriegelungserfassungseinrichtung

Info

Publication number: DE202022100277U1
Application number: DE202022100277.0U
Authority: DE
Original assignee: Liebherr Aerospace Lindenberg GmbH
Current assignee: Liebherr Aerospace Lindenberg GmbH
Priority date: 2022-01-19
Filing date: 2022-01-19
Publication date: 2023-04-21
Anticipated expiration: 2032-01-20

Abstract

Verriegelungserfassungseinrichtung (22) zum Detektieren eines verriegelten oder unverriegelten Zustands eines Aktuators (23), insbesondere eines Betätigungszylinders für ein ausfahrbares Luftfahrzeugfahrwerk, umfassend:
ein Gehäuse (21) zum Aufnehmen mehrerer Bestandteile der Verriegelungserfassungseinrichtung (22),
ein Verschiebeelement (4), das in dem Gehäuse (21) linear bewegbar angeordnet ist,
einen Schalter (12) zum Erfassen einer erreichten Stellung des Verschiebeelements (4) in dem Gehäuse (21), und
ein Verbindungselement (9), das mit dem Verschiebeelement (4) gekoppelt ist und quer zur Richtung der linearen Bewegung des Verschiebeelements (4) von dem Verschiebeelement (4) absteht, um in eine Verriegelungseinrichtung (6) des Aktuators (23) einzugreifen, dadurch gekennzeichnet, dass
das Verbindungselement (9) so mit dem Verschiebeelement (4) gekoppelt ist, dass es sich zusammen mit der linearen Bewegung des Verschiebeelements (4) ebenfalls translatorisch bewegt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verriegelungserfassungseinrichtung zum Detektieren eines verriegelten oder unverriegelten Zustands eines Aktuators, insbesondere eines Betätigungszylinders für ein ausfahrbares Luftfahrzeugfahrwerk.
Luftfahrzeuge weisen typischerweise mindestens ein Fahrwerk auf, das einen verlässlichen Bodenkontakt herstellt und das Manövrieren des Luftfahrzeugs am Boden erleichtert. Ein solches Fahrwerk ist dabei typischerweise mit mindestens einem Rad versehen, sodass ein Rollen des Luftfahrzeugs am Boden möglich ist. Dadurch kann ein Luftfahrzeug beispielsweise leicht in einen Hangar oder auf einem Flugfeld auf eine entsprechende Startposition verfahren werden und vorzugsweise auch einen am Boden rollenden Start- oder Landevorgang ausführen.
In der Regel sind solche Luftfahrzeugfahrwerke einfahrbar, um während eines Flugvorgangs den Luftwiderstand des Luftfahrzeugs zu minimieren. Insbesondere ist es dabei von hoher Wichtigkeit, eine korrekte Anzeige über den Zustand des Fahrwerks (eingefahren oder ausgefahren) zu erhalten.
In bereits vorhandenen Mechanismen zur Verriegelung eines (linearen) Hydraulikaktuators, dienen Schalter oder Näherungssensoren in den Endlagen des Aktuators zur Indikation eines verriegelten Zustands. Diese Schalter oder Näherungssensoren stehen durch eine direkte oder indirekte Interaktion mit dem beweglichen Teil der internen Aktuatorverriegelung in Verbindung.
Die bekannten Prinzipien zur Betätigung der Endlagenschalter stützen sich auf eine komplexe Anordnung einer Vielzahl von Einzelteilen wie sie beispielsweise in der EP 3051149 B1 dargestellt ist. Durch eine Gelenkverbindung nach dem Prinzip einer Wippe wird die axiale Bewegung des Verriegelungsmechanismus des Aktuators auf einen Schalter in der Erfassungseinrichtung übersetzt. Diese Anordnung führt allerdings zu einem hohen radialen Platzbedarf des Aktuatorgehäuses. Zudem ist die Montage äußerst komplex und die Vielzahl an Bauteilen ist aus kommerzieller Sicht von Nachteil.
Bei den herkömmlichen Prinzipien liegt die Schalterbetätigungsrichtung teils radial zur Aktuator-Kolbenstange, wodurch zur Schalterbetätigung die Bewegung der Aktuator-Kolbenstange, beziehungsweise die Bewegung des Verriegelungsmechanismus, umgelenkt werden muss (vgl., bspw. US 4413549 A ).
Liegt die Bewegungsrichtung zur Schalterbetätigung parallel zur Aktuator-Kolbenstange, so kommen bei den herkömmlichen Prinzipien Hebel-Lösungen zum Einsatz. Der Hebel greift dabei in den Aktuator-Verriegelungsmechanismus oder direkt auf der Kolbenstange ein und überträgt über ein Gelenk die Bewegung auf einen Schalter (vgl.: EP 3051149 B1 ; EP 2998709 B1 ; EP 3051150 A1 ).
Aufgrund der Komplexität und Teileanzahl erfordert diese Anordnung allerdings einen erhöhten Platzbedarf bei der Montage der einzelnen Komponenten. Je nach Weganforderung des zu betätigenden Schalters wird durch die Hebelübersetzung darüber hinaus eine große Hebellänge notwendig, was zusätzlich die Abmaße des Mechanismus und letztlich des Aktuators erhöht.
Da bei den bekannten Prinzipien der Mechanismus zur Schalterbetätigung nicht selbst rückstellend ist, wird zudem ein Hilfselement, in Form einer Feder, notwendig.
Weiter ist wünschenswert, wenn zudem die Anforderung des Ground Locks erfüllt wird. Da die Entriegelung der Aktuatorverriegelung hydraulisch erfolgt, wird für Wartungsarbeiten am Boden eine zusätzliche, mechanische Absicherung gegen unkommandiertes Entriegeln, durch Druckbeaufschlagung des Verriegelungsmechanismus, gefordert. Da mitunter im Fehlerfall hohe, hydraulische Kräfte auf die mechanische Absicherung wirken, ist eine Lösung mittels Hebel, wie sie in den bekannten Prinzipien genutzt wird, ungünstig, um den dabei auftretenden Belastungen gerecht zu werden.
Es ist das Ziel der vorliegenden Erfindung die oben aufgeführten Nachteile zu überwinden oder zumindest abzumildern, um eine verbesserte Verriegelungserfassungseinrichtung, bzw. einen die Verriegelungserfassungseinrichtung umfassenden Aktuator vorzusehen.
Dies gelingt mit einer Verriegelungserfassungseinrichtung, die sämtliche Merkmale des Anspruchs 1 aufweist. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind dabei in den Unteransprüchen aufgeführt.
Die Erfindung betrifft demnach eine Verriegelungserfassungseinrichtung zum Detektieren eines verriegelten oder unverriegelten Zustands eines Aktuators, insbesondere eines Betätigungszylinders für ein ausfahrbares Luftfahrzeugfahrwerk, die ein Gehäuse zum Aufnehmen mehrerer Bestandteile der Verriegelungserfassungseinrichtung, ein Verschiebeelement, das in dem Gehäuse linear bewegbar angeordnet ist, einen Schalter zum Erfassen einer erreichten Stellung des Verschiebeelements in dem Gehäuse, und ein Verbindungselement umfasst, das mit dem Verschiebeelement gekoppelt ist und quer zur Richtung der linearen Bewegung des Verschiebeelements von dem Verschiebeelement absteht, um in eine Verriegelungseinrichtung des Aktuators einzugreifen. Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungselement so mit dem Verschiebeelement gekoppelt ist, dass es sich zusammen mit der linearen Bewegung des Verschiebeelements ebenfalls translatorisch bewegt.
Die vorliegende Erfindung hebt sich gegenüber dem Stand der Technik dadurch ab, da sich der Mechanismus zur Schalterbetätigung auf eine geringe Anzahl an Einzelteilen beschränkt und auf eine mechanische Übersetzung zur linearen Schalterbetätigung verzichtet wird.
Durch die translatorische Bewegung des Verbindungselements, hervorgerufen bei einem Wechsel eines Aktuators von einem verriegelten in einen unverriegelten Zustand, wird das vormals verwendete Konzept einer Wippbewegung, wie sie im Stand der Technik genutzt worden ist, nicht weiterverwendet. Wie vorstehend ausgeführt, bringt die rotatorische Bewegung des Verbindungselements nach dem Stand der Technik Nachteile mit sich, die unter anderem zu einem vergrößerten Bauraum der Verriegelungserfassungseinrichtung führen. Darüber hinaus ist es dabei aber auch zwingend erforderlich, dass die Verriegelungserfassungseinrichtung über ein separates Gehäuse an dem Aktuator befestigt werden muss.
Zudem werden nach der Erfindung Querkräfte auf den Schalter vermieden, da das Verbindungselement zur Betätigung des Schalters eine rein lineare Bewegung im Gehäuse ausführt.
Weiter ermöglicht das vorliegende Design einen flächigen Kontakt der einzelnen Elemente, wohingegen bei bekannten Lösungen Punkt- oder Linienberührungen die Stresseignung in Frage stellen. So können beispielsweise das Verbindungselement und das Verschiebeelement in Zylinderform ausgeführt sein, wobei die Formen jedoch je nach funktionaler Anforderung oder Stressanforderung in ihrer Geometrie anpassbar sind.
Während bei Lösungen, die über das Prinzip einer Wippe und einer Hebelverbindung den Schalter betätigen, Hilfselemente (beispielsweise Federn) zur Rückstellung des Betätigungsmechanismus zum Einsatz kommen, wird diese Funktion bei der vorliegenden Erfindung über die direkte Verbindung zu einem Aktuatorelement (beispielsweise einer Verriegelungshülse) der Aktuator-Verriegelung übernommen. Das Verschiebeelement und das Verbindungselement folgen demnach direkt der Bewegung des Aktuatorelements (also beispielsweise der Verriegelungshülse).
Nach der Erfindung ist vorgesehen, dass das Verbindungselement, welches in einen Aktuator eingreift, um dessen verriegelten oder unverriegelten Zustand zu erfassen, translatorisch bewegt wird, sodass die vormals im Stand der Technik verwendete Wippbewegung des Verbindungselements, das zwangsläufig eine rotatorische Bewegungskomponente erhält, ausgeschlossen ist.
Neben dem Nachteil, dass die bekannten Designlösungen mit einer Hebelübersetzung zur Schalterbetätigung einen hohen Platzbedarf am Aktuator erfordern, müssen diese durch ein separates und abgedichtetes Gehäuse auf dem Aktuator installiert werden. Die vorliegende Erfindung ermöglicht die Integration der Erfassungseinrichtung, bei welcher der Schalter und der zugehörige Mechanismus direkt im Aktuatorgehäuse untergebracht sind. Auf ein separates Gehäuse kann verzichtet werden
Nach einer Fortbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das Verschiebeelement eine Durchgangsöffnung aufweist, in welcher das Verbindungselement angeordnet ist, vorzugsweise wobei die Durchgangsöffnung senkrecht zur linearen Bewegung des Verschiebeelements ausgerichtet ist.
Das Verschiebeelement kann demnach eine Durchgangsöffnung zum Einstecken des Verbindungselements aufweisen, wobei sowohl das Verbindungselement wie auch das Verschiebeelement jeweils die Grundform eines Zylinders besitzen kann. Zudem kann vorgesehen sein, dass das Verbindungselement passgenau in die Durchgangsöffnung einschiebbar ist, sodass nach dem Anordnen des Verbindungselements in der Durchgangsöffnung des Verschiebeelements eine Bewegung des Verbindungselement nur in der Einführrichtung in das Durchgangsloch möglich ist. Weiter ist möglich, dass die beiden Elemente miteinander ein einteiliges Element ausbilden.
Um darüber hinaus mit einem Aktuatorbestandteil zusammenwirken zu können, ist das Verbindungselement derart ausgebildet, dass es zumindest zu einer der Seiten der Durchgangsöffnung des Verschiebeelements übersteht. Vorteilhafterweise ist das Verbindungselement so ausgebildet, dass es in einem eingeführten Zustand in die Durchgangsöffnung des Verschiebeelements zu beiden Seiten des Verschiebeelements übersteht.
Ferner kann nach der vorliegenden Erfindung vorgesehen sein, dass das Gehäuse so ausgebildet ist, dass das Verschiebeelement bei einem erfassten verriegelten Zustand des Aktuators teilweise aus dem Gehäuse hervortritt, wobei vorzugsweise bei einem erfassten unverriegelten Zustand des Aktuators das Verschiebeelement gegenüber dem verriegelten Zustand weniger stark oder gar nicht hervortritt.
Vorteilhafterweise kann dabei ein Bereich des nur in einem verriegelten Zustand hervortretenden Abschnitts des Verschiebeelements farblich hervorgehoben sein, um bei einer manuellen Sichtkontrolle dem Betrachter zu signalisieren, dass der Aktuator sich in einem verriegelten Zustand befindet.
Weiter kann hierbei vorgesehen sein, dass das Verschiebeelement in seinem aus dem Gehäuse hervortretenden Endabschnitt eine Bohrung, insbesondere eine Durchgangsbohrung aufweist, um einen Sicherungsbolzen zum manuellen Sichern des verriegelten Zustands einzuführen, wobei der mit der Bohrung versehene Abschnitt in einem unverriegelten Zustand zumindest teilweise in das Gehäuse eintritt.
Im Falle von Wartungsarbeiten bietet dies eine zusätzliche, mechanische Absicherung der Aktuatorverriegelung. Sollte sich dennoch in einem Fehlerfall der Aktuator von einem verriegelten Zustand in einen unverriegelten Zustand bewegen wollen, obwohl der Sicherungsbolzen gesetzt ist, würde dieser gegen das Gehäuse der Einrichtung gedrückt werden und ein Entriegeln des Aktuators unterbinden. So wird nämlich eine Entriegelungsbewegung des Aktuators über den Sicherungsbolzen, das Verschiebeelement und das Verbindungselement unterbunden. Schließlich greift das Verbindungselement in einen Teil des Aktuators ein, der für ein Entriegeln des Aktuators zwangsläufig in dieselbe Richtung bewegt werden muss, die zu einem Einfahren des Verschiebeelements in das Gehäuse der Einrichtung führen würde. Genau diese Einfahrbewegung wird aber durch das Einfügen des Sicherungsbolzens verhindert.
Nach einer Variante der vorliegenden Erfindung ist also die mechanische Absicherung in den Mechanismus zur Verriegelungserfassungseinrichtung integriert.
Nach einer optionalen Fortbildung der vorliegenden Erfindung kann vorgesehen sein, dass das Gehäuse eine Öffnung zum Einfügen des Verbindungselements aufweist, die den gesamten Bewegungsbereich des Verbindungselements von einem unverriegelten zu einem verriegelten Zustand des Aktuators umfasst.
Bei einer Installation ist somit das Einführen des Verbindungselements besonders einfach, da bei der Montage unabhängig von einem unverriegelten oder verriegelten Zustand des Aktuators das Verbindungselement eingesetzt werden kann.
Ferner kann dabei vorgesehen sein, dass eine Abdeckung vorgesehen ist, um die Öffnung des Gehäuses zum Einfügen des Verbindungselements zu verschließen, vorzugsweise ist dabei vorgesehen, dass die Abdeckung mittels Schrauben an dem Gehäuse befestigt ist.
Die Abdeckung sorgt dafür, dass das Verbindungselement nicht aus dem Eingriff mit dem Aktuator herausrutscht oder herausgleitet. Vorteilhaft ist dabei, wenn die Abdeckung und das Verbindungselement in ihrer Materialwahl aufeinander abgestimmt sind, da das zur Abdeckung gerichtete Ende des Verbindungselements typischerweise an der Abdeckung hin und her gleitet. Um hierbei die Reibung zu minimieren, sollte eine entsprechende Materialpaarung gewählt werden.
Nach einer optionalen Fortbildung der vorliegenden Erfindung kann eine Dichtung vorgesehen sein, die die Öffnung des Gehäuses zum Einfügen des Verbindungselements umfangsseitig umgibt, um zusammen mit der Abdeckung die Öffnung abzudichten.
Nach einer weiteren Variante der Erfindung, wirkt das Verschiebeelement mit einem Dichtelement zusammen, welches umfangsseitig an dem Verschiebeelement ansetzt, um die Öffnung zum Heraustreten des Verschiebeelements aus dem Gehäuse abzudichten.
Nach einer weiteren Modifikation der vorliegenden Erfindung kann vorgesehen sein, dass der Schalter ein Kontaktschalter ist, der in dem Gehäuse angeordnet und bei einem Kontakt mit dem Verschiebeelement auslöst, vorzugsweise wobei der Schalter an seinem zum Verschiebeelement entfernten Ende eine Dichtungsvorrichtung aufweist, um das Innere des Gehäuses nach außen hin abzudichten.
Ferner kann nach der Erfindung vorgesehen sein, dass der Schalter ein Endlagenschalter ist, der bei einem erfassten verriegelten oder unverriegelten Zustand auslöst.
Nach der Erfindung kann ferner vorgesehen sein, dass das Verschiebeelement und das Verbindungselement fest miteinander verbunden sind, vorzugsweise als gemeinsames Teil einteilig ausgeführt sind. Dabei kann vorgesehen sein, dass das Aktuatorgehäuse mit einer Trennebene versehen ist, um weiterhin die Montierbarkeit gewährleisten zu können.
Nach einer optionalen Fortbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der Schalter und das Verschiebeelement einteilig ausgeführt sind bzw. das Verschiebeelement an einem seiner Endabschnitte mit dem Schalter verbunden ist. Somit wäre eine zusätzliche Führung des Schaltertasters gegeben.
Die Erfindung betrifft ferner einen Aktuator, insbesondere ein Betätigungszylinder für ein ausfahrbares Flugzeugfahrwerk, umfassend eine Einrichtung nach einem der vorhergehenden Varianten, wobei das Verbindungselement ferner mit einem Aktuatorelement, insbesondere einem Verriegelungselement des Aktuators verbunden ist.
Die Verbindung des Aktuatorelements mit dem Verbindungselement sorgt dafür, dass die Stellung des Aktuatorelements, die einen verriegelten oder einen unverriegelten Zustand des Aktuators angibt auch von dem Verschiebeelement eingenommen wird. Bewegt sich also das Aktuatorelement von einer unverriegelten in eine verriegelte Position oder umgekehrt, so wird diese Bewegung parallel auch von dem Verschiebeelement in dem Gehäuse der Verriegelungserfassungseinrichtung ausgeführt.
Ferner kann dabei vorgesehen sein, dass das Aktuatorelement die gleiche, parallele lineare Bewegung wie das Verschiebeelement ausführt und in einer Endstellung der Bewegung einen unverriegelten Zustand und in der anderen Endstellung der Bewegung einen verriegelten Zustand des Aktuators anzeigt.
Nach einer optionalen Modifikation der vorliegenden Erfindung kann dabei vorgesehen sein, dass das Verbindungselement in Bezug auf die lineare Bewegung fest mit dem Verschiebeelement wie auch dem Aktuatorelement verbunden ist.
Vorzugsweise weist das Aktuatorelement eine sacklochartige Vertiefung auf, in die ein Endbereich des Verschiebeelements passgenau eingefügt ist
Zudem kann nach der Erfindung vorgesehen sein, dass der Aktuator ein Gehäuse aufweist, das einstückig mit dem Gehäuse der Verriegelungserfassungseinrichtung ausgebildet ist.
Die Erfindung betrifft ferner ein Luftfahrzeugfahrwerk mit einem Aktuator nach einer der vorhergehenden Varianten oder einer Einrichtung nach einer der vorhergehenden Varianten.
Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden anhand der Figurenbeschreibung ersichtlich. Dabei zeigen:

1: eine Schnittdarstellung der erfindungsgemäßen Verriegelungserfassungseinrichtung bei einer verriegelten Position eines Aktuators, und
2: eine Schnittdarstellung der erfindungsgemäßen Verriegelungserfassungseinrichtung bei einer unverriegelten Position eines Aktuators.

1 zeigt eine Schnittdarstellung der erfindungsgemäßen Verriegelungserfassungseinrichtung 22 bei einer verriegelten Position eines Aktuators 23.
Der Aktuator 23 ist dabei im unteren Bereich der Darstellung angeordnet und steht über das Verbindungselement 9 mit der Verriegelungserfassungseinrichtung 22 in Verbindung. Es ist dabei die Aufgabe der Verriegelungserfassungseinrichtung 22 einen verriegelten oder einen unverriegelten Zustand des Aktuators 23 zu erfassen und den detektierten Zustand weiterzureichen. Der Aktuator 23 besitzt dabei ein Aktuatorelement, welches in Abhängigkeit des verriegelten oder unverriegelten Zustands eine lineare Bewegung ausführt. In genau dieses Aktuatorelement, welches vorliegend durch eine Verriegelungshülse 1 ausgebildet ist, greift das Verbindungselement 9 ein, sodass dieses die identische Bewegung des Aktuatorelements, welches Auskunft über den verriegelten oder unverriegelten Zustand des Aktuators 23 gibt, nachvollzieht.
Dabei steht das Verbindungselement 9 mit einem Verschiebeelement 4 in Verbindung, welches gleitend in einem Gehäuse 21 der Verriegelungserfassungseinrichtung 22 aufgenommen ist. Bewegt sich also das Verbindungselement 9 aufgrund eines Zustandswechsel des Aktuators 23 beispielsweise von einem verriegelten Zustand in einen unverriegelten Zustand, so bewegt sich nicht nur das Verbindungselement 9 sondern auch das Verschiebeelement 4 in gleicher Art und Weise.
Vorliegend in 1 dargestellt ist der verriegelte Zustand, bei dem das Verschiebeelement 4 zu einem Teil aus dem Gehäuse 21 der Verriegelungserfassungseinrichtung 22 hervorsteht. Das zum hervorstehenden Ende gegenüberliegende Ende des Verschiebeelement 4 ist dabei bspw. nicht in Kontakt mit einem Schalter 12, sodass dieser das Signal ausgeben kann, dass der Aktuator 23 sich in dem verriegelten Zustand befindet. Bewegt sich hingegen das Verschiebeelement 4 aufgrund eines Zustandswechsel des Aktuators 23 in den unverriegelten Zustand, detektiert der Schalter 12 die entsprechende Positionsveränderung des Verschiebeelements 4, vorzugsweise durch einen direkten Kontakt mit dem Verschiebeelement 4, sodass der unverriegelte Zustand des Aktuators 23 signalisiert wird.
Der im verriegelten Zustand aus dem Gehäuse 21 hervorstehende Abschnitt des Verschiebeelements 4 weist dabei eine Durchführung auf, durch welchen ein Sicherungsbolzen 5 eingesteckt werden kann, um, beispielsweise während Wartungsarbeiten, sicherzustellen, dass auch bei einer Fehleingabe, die den Aktuator 23 in den unverriegelten Zustand überführen würde, der Aktuator 23 mechanisch im verriegelten Zustand gehalten wird. Der Sicherungsbolzen sorgt durch sein Anschlagen gegen das Gehäuse 21 der Verriegelungserfassungseinrichtung 21 dafür, dass das eigentlich in den unverriegelten Zustand übergehende Aktuatorbauteil, vorliegend die Verriegelungshülse 1, in ihrer verriegelten Position bleibt und eine Bewegung des Aktuators 23 nicht stattfindet. Dabei wird mitunter eine hohe Kraft auf das Verschiebeelement 4 sowie das damit verbundene Verbindungselement 9 eingeleitet, sodass die erfindungsgemäß dargestellte Konfiguration gegenüber den aus dem Stand der Technik bekannten Umsetzungen vorteilhaft ist.
An der zum Aktuator 23 abgewandten Seite weist das Gehäuse 21 der Verriegelungserfassungseinrichtung 22 eine Öffnung 18 auf, durch welche das Verbindungselement 9 eingesteckt werden kann. Zum Schließen dieser Öffnung 18 ist eine Abdeckung 8 vorgesehen, die beispielsweise über Schrauben 11 an dem Gehäuse 21 befestigt ist.
Durch die Erfindung wird die Bewegung des zu detektierenden Aktuatorelements, vorliegend eine Verriegelungshülse 1, in gleicher Weise von dem Verschiebeelement 4 nachvollzogen, wobei durch ein Einstecken eines bolzenartigen Verbindungselements 9 in eine senkrecht zur Bewegung des Verschiebeelements 4 vorgesehenen Bohrung die gewünschte Kraftübertragung von dem Aktuatorelement über das Verbindungselement 9 zu dem Verschiebeelement 4 erfolgt. Die Außenkontur des Verbindungselements 9 ist dabei mit der Innenkontur der in dem Verschiebeelement 4 vorgesehenen Bohrung zum Einführen des Verbindungselements 9 abgestimmt.
Für die vorliegende Erfindung ist die Funktionsweise des Aktuators 23 nicht entscheidend, die aber zum besseren Verständnis dennoch nachfolgend angerissen werden soll. So umschließt der Verriegelungskragen 6 das Aktuators 23 eine fest mit der Aktuator-Kolbenstange 20 verbundene Hülse 19. Der Verriegelungskragen 6 wird in radialer Richtung durch eine Verriegelungshülse 1 gesperrt. Die Verriegelungshülse 1 wird durch eine Druckfeder 14 in Position gehalten. Das Verbindungselement 9 greift radial in die Verriegelungshülse 1 ein und ist damit direkt an die Bewegung der Verriegelungshülse 1 gekoppelt. Je nach Position der Verriegelungshülse 1 überträgt das Verbindungselement 9 dessen Bewegung auf das Verschiebeelement 4. Vorteilhafterweise ist das Verschiebeelement 4 in bestimmten Bereichen zylindrisch gestaltet, sodass eine Abdichtung mittels dynamischer Dichtung 7 gegenüber der Atmosphäre möglich wird. Das Verschiebeelement 4 ist, wie bereits oben erläutert, wiederum zur linearen Betätigung des Schalters 12 vorgesehen. Der Schalter 12 ist ebenfalls gegenüber der Atomsphäre mittels statischer Dichtung 13 abgedichtet. Die Montage des Verbindungselements 9 und das Fügen mit Verschiebeelement 4 und Verriegelungshülse 1 erfolgt in der dargestellten Ausführung über eine Öffnung im Aktuatorgehäuse 21. Die Öffnung wird zum Schutz gegenüber der Atmosphäre mit einer Abdeckung 8 verschlossen, mittels umlaufender, statischer Dichtung 10 abgedichtet und mit Schrauben 11 auf dem Aktuatorgehäuse 21 fixiert. Die Abdeckung 8 hält gleichzeitig das Verbindungselement 9 in seiner Position. Die beiden Teile sollten daher vorteilhafter Weise mit einer Materialpaarung mit geringem Reibungskoeffizienten ausgeführt werden. In der dargestellten Position wird das Verschiebeelement 4 durch einen Sicherungsbolzen 5 (sogenannter „Ground-Lock-Pin“) gesperrt. Im Falle von Wartungsarbeiten bietet dieser eine zusätzliche, mechanische Absicherung der Aktuator-Verriegelung.
Eine umlaufende Markierung 16 auf dem Formelement 4 ist im verriegelten Zustand von außen erkennbar und dient einer Sichtprüfung des Aktuatorzustands bei Wartungsarbeiten am Fahrwerk. Befindet sich die Einfahrkammer 17 des Aktuators 23 unter Rücklaufdruck, so wirkt die Feder 14 auf die Verriegelungshülse 1 und hemmt deren Bewegung in Entriegelungsrichtung. Kommt es nun jedoch zu einem ungewollten Druckanstieg in der Einfahrkammer 17, so besteht die Möglichkeit einer Bewegung der Verriegelungshülse 1, die bei Druckbeaufschlagung durch die gebildete Differenzfläche der Dichtungsabstufung 3, 15 in Entriegelungsrichtung verschoben wird. Schlimmstenfalls würde die Entriegelung im beschriebenen Szenario zu einer Bewegung des Fahrwerks während Wartungsarbeiten führen. Dies wird durch die mechanische Absicherung mit dem Sicherungsbolzen 5 verhindert. Der Sicherungsbolzen 5 stellt eine Querverbindung im Verschiebeelement 4 dar. Sollte sich während Wartungsarbeiten die Verriegelungshülse 1 unkommandiert in Entriegelungsrichtung bewegen, so wird diese Bewegung vom Verbindungselement 9 auf das Verschiebeelement 4 übertragen. Der Sicherungsbolzen 5 stützt sich am Aktuatorgehäuse 22 ab und verhindert damit eine Bewegung der Verriegelungshülse 1.
2 zeigt eine Schnittdarstellung der erfindungsgemäßen Verriegelungserfassungseinrichtung bei einer unverriegelten Position eines Aktuators 23.
Man erkennt den unverriegelten Zustand des Aktuators 23 an einer Längsbewegung des relevanten Aktuatorbauteils, vorliegend der Verriegelungshülse 1. Diese ist nun nicht mehr im Eingriff mit dem Verriegelungskragen 6, sodass der Aktuator 23 in einem unverriegelten Zustand ist.
Die von der Verriegelungshülse 1 ausgeführte Bewegung wird dabei über das Verbindungselement 9 auf das Verschiebeelement 4 übertragen, sodass es zu einem Einfahren des Verschiebeelements 4 in das Gehäuse 21 kommt. In der erreichten Endlage detektiert dann der Schalter 12 die veränderte Position des Verschiebeelements 4 und kann so den unverriegelten Zustand signalisieren. Dabei kann der Schalter 12 ein Kontaktschalter oder dergleichen sein, der die Änderung der Position des Verschiebeelements 4 erfassen kann.
Dabei ist der Sicherungsbolzen 5 natürlich entfernt und der Verriegelungsmechanismus ist somit, außerhalb von Wartungsarbeiten am Fahrwerk, für eine Ver- und Entriegelung freigegeben. Im dargestellten Zustand ist die Differenzfläche, gebildet durch die Dichtungen 3 und 15 der Verriegelungshülse 1 mit Druck beaufschlagt. Durch die hydraulische Kraft wurde die Verriegelungshülse 1 in Entriegelungsrichtung, entgegen der Kraft der nun weiter komprimierten Druckfeder 14, gegen einen Endstop im Gehäuse bewegt. Der Verriegelungskragen 6 kann hierdurch radial ausweichen und die Sperrung der Hülse 19 auf der Kolbenstange 20 wird aufgehoben. Die Kolbenstange 20 des Aktuators ist für die Einfahrbewegung freigegeben. Die Druckfeder 2 hält die Verriegelungsbuchse 1 zusätzlich in der entriegelten Position, sobald in der Einfahrkammer 17 Rücklaufdruck anliegt. Bei der Bewegung der Verriegelungshülse 1 in die entriegelte Position wird das in die Verriegelungshülse 1 eingreifende Verbindungselement 9 gleichermaßen mitverschoben. Durch einen Ausschnitt im Aktuatorgehäuse 21 wird hierbei in Aktuator-Längsrichtung der notwendige Bewegungsfreiraum geschaffen.
Das Verschiebeelement 4 betätigt somit bei Bewegung der Verriegelungsbuchse 1 in Entriegelungsrichtung den Schalter 12 ab einem bestimmten Hub und signalisiert damit die entriegelte Position des Aktuators 23. Die Position des Verschiebeelements 4 zum Schalter 12 ist entsprechend den Weganforderungen des Schalters 12 bestimmt.
Der vorangehend beschriebene Mechanismus der Verriegelungserfassungseinrichtung 22 weist das Merkmal auf, wonach der Raum des Schalters 12 gegenüber dem Fluid des Aktuators 23 und gegenüber der Atmosphäre 7, 10, 13 abgedichtet ist. Dadurch wäre beispielsweise eine Schmierung der beweglichen Elemente in der Verriegelungserfassungseinrichtung 22 mit einem entsprechenden Schmiermittel möglich. Während die Dichtungen gegenüber der Atmosphäre 7, 10, 13 den Mechanismus zur Schalterbetätigung vor Verschmutzung und Umwelteinflüssen schützen sollen, dienen die dynamischen Dichtungen 3, 15 zur Betätigung der Verriegelungshülse 1 bei Druckbeaufschlagung der Aktuator-Einfahrkammer 17.
Während das Verbindungselement 9 im aufgezeigten Design zwischen den dynamischen Dichtungen 3, 15 und somit im vom Fluid abgedichteten Raum in die Verriegelungshülse 1 eingreift, ist auch eine Anordnung im Aktuatorfluid denkbar. Das Verbindungselement 9 könnte dabei außerhalb der dynamischen Dichtungen 3, 15 in die Verriegelungshülse 1 eingreifen. Dadurch wäre der Raum des geeigneten Schalters 12 ebenfalls mit Fluid des Aktuators gefüllt. Die Abdichtung gegenüber der Atmosphäre 7, 10, 13 wäre in diesem Zusammenhang auch eine hydraulische Abdichtung nach extern.
Bezugszeichenliste

1: Verriegelungshülse
2: Druckfeder
3: erste Verriegelungshülse-Dichtung
4: Verschiebeelement
5: Sicherungsbolzen
6: Verriegelungskragen
7: Verschiebelement-Dichtung
8: Abdeckung
9: Verbindungselement
10: Dichtung der Gehäuseöffnung
11: Schraube
12: Schalter
13: Schalter-Dichtung
14: Druckfeder
15: zweite Verriegelungshülse-Dichtung
16: Markierung
17: Aktuator-Einfahrkammer
18: Gehäuseöffnung
19: Hülse
20: Kolbenstange
21: Gehäuse
22: Verriegelungserfassungseinrichtung
23: Aktuator

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

EP 3051149 B1 [0005, 0007]
US 4413549 A [0006]
EP 2998709 B1 [0007]
EP 3051150 A1 [0007]

Claims

Verriegelungserfassungseinrichtung (22) zum Detektieren eines verriegelten oder unverriegelten Zustands eines Aktuators (23), insbesondere eines Betätigungszylinders für ein ausfahrbares Luftfahrzeugfahrwerk, umfassend: ein Gehäuse (21) zum Aufnehmen mehrerer Bestandteile der Verriegelungserfassungseinrichtung (22), ein Verschiebeelement (4), das in dem Gehäuse (21) linear bewegbar angeordnet ist, einen Schalter (12) zum Erfassen einer erreichten Stellung des Verschiebeelements (4) in dem Gehäuse (21), und ein Verbindungselement (9), das mit dem Verschiebeelement (4) gekoppelt ist und quer zur Richtung der linearen Bewegung des Verschiebeelements (4) von dem Verschiebeelement (4) absteht, um in eine Verriegelungseinrichtung (6) des Aktuators (23) einzugreifen, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungselement (9) so mit dem Verschiebeelement (4) gekoppelt ist, dass es sich zusammen mit der linearen Bewegung des Verschiebeelements (4) ebenfalls translatorisch bewegt.
Einrichtung (22) nach dem vorhergehenden Anspruch 1, wobei das Verschiebeelement (4) eine Durchgangsöffnung aufweist, in welcher das Verbindungselement (9) angeordnet ist, vorzugsweise wobei die Durchgangsöffnung senkrecht zur linearen Bewegung des Verschiebeelements (4) ausgerichtet ist.
Einrichtung (22) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Gehäuse (21) so ausgebildet ist, dass das Verschiebeelement (4) bei einem erfassten verriegelten Zustand des Aktuators (23) teilweise aus dem Gehäuse (21) hervortritt, wobei vorzugsweise bei einem erfassten unverriegelten Zustand des Aktuators (23) das Verschiebeelement (4) gegenüber dem verriegelten Zustand weniger stark oder gar nicht hervortritt.
Einrichtung (22) nach dem vorhergehenden Anspruch 3, wobei das Verschiebeelement (4) in seinem aus dem Gehäuse (21) hervortretenden Endabschnitt eine Bohrung, insbesondere eine Durchgangsbohrung aufweist, um einen Sicherungsbolzen (5) zum manuellen Sichern des verriegelten Zustands einzuführen, wobei der mit der Bohrung versehene Endabschnitt in einem unverriegelten Zustand zumindest teilweise in das Gehäuse (21) eintritt.
Einrichtung (22) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Gehäuse (21) eine Öffnung (18) zum Einfügen des Verbindungselements (9) aufweist, die den gesamten Bewegungsbereich des Verbindungselements (9) von einem unverriegelten zu einem verriegelten Zustand des Aktuators (23) umfasst.
Einrichtung (22) nach dem vorhergehenden Anspruch 5, wobei ferner eine Abdeckung (8) vorgesehen ist, um die Öffnung (18) des Gehäuses (21) zum Einfügen des Verbindungselements (9) zu verschließen, vorzugsweise wobei die Abdeckung (8) mittels Schrauben (11) an dem Gehäuse (21) befestigt ist.
Einrichtung (22) nach dem vorhergehenden Anspruch 6, wobei eine Dichtung (10) vorgesehen ist, die die Öffnung (18) des Gehäuses (21) zum Einfügen des Verbindungselements (9) umfangsseitig umgibt, um zusammen mit der Abdeckung (8) die Öffnung (18) abzudichten.
Einrichtung (22) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, fortgebildet mit den Merkmalen des Anspruchs 3, wobei das Verschiebeelement (4) mit einem Dichtelement (7) zusammenwirkt, welches umfangsseitig an dem Verschiebeelement (4) ansetzt, um die Öffnung zum Heraustreten des Verschiebeelements (4) aus dem Gehäuse (21) abzudichten.
Einrichtung (22) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Schalter (12) ein Kontaktschalter ist, der in dem Gehäuse (21) angeordnet und bei einem Kontakt mit dem Verschiebeelement (4) auslöst, vorzugsweise wobei der Schalter (12) an seinem zum Verschiebeelement (4) entfernten Ende eine Dichtungsvorrichtung aufweist, um das Innere des Gehäuses (21) nach außen hin abzudichten.
Einrichtung (22) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Verschiebeelement (4) und das Verbindungselement (9) fest miteinander verbunden sind, vorzugsweise als gemeinsames Teil einteilig ausgeführt sind.
Aktuator (23), insbesondere Betätigungszylinder für ein ausfahrbares Flugzeugfahrwerk, umfassend: eine Einrichtung (22) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Verbindungselement (9) ferner mit einem Aktuatorelement (6), insbesondere einem Verriegelungselement des Aktuators (23) verbunden ist.
Aktuator (23) nach dem vorhergehenden Anspruch 11, wobei das Aktuatorelement (6) die gleiche, parallele lineare Bewegung wie das Verschiebeelement (4) ausführt und in einer Endstellung der Bewegung einen unverriegelten Zustand und in der anderen Endstellung der Bewegung einen verriegelten Zustand des Aktuators (23) anzeigt.
Aktuator (23) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 11 oder 12, wobei das Verbindungselement (9) in Bezug auf die lineare Bewegung fest mit dem Verschiebeelement (4) wie auch dem Aktuatorelement (6) verbunden ist.
Aktuator (23) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 11-13, wobei der Aktuator (23) ein Gehäuse (21) aufweist, das einstückig mit dem Gehäuse (21) der Verriegelungserfassungseinrichtung (22) ausgebildet ist.
Luftfahrzeugfahrwerkmit einem Aktuator (23) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 11-14 oder einer Einrichtung (22) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1-10.