DE2241454B2 - Verbindungseinrichtung zwischen einem Flugzeugmotor und Hilfsgeräten des Flugzeuges - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Verbindungseinrichtung zwischen einem Flugzeugmotor und Hilfsgeräten des Flugzeugs mit einer eine Antriebswelle und eine die Hilfsgeräte antreibende Hauptwelle verbindenden Kupplungsvorrichtung, die ein mit beiden koaxial angeordneten Wellen in Eingriff stehendes verzahntes Kupplungsteil aufweist, und einem Hauptwellengehäuse, in dem die Hauptwelle gelagert ist und das über eine eine Relativbewegung zulassende, die Wellen zentrierende Verbindung mit einem Motorgehäuse verbunden ist, in dem die Antriebswelle gelagert ist, wobei diese Verbindung in Richtung der Wellenachsen ineinander gleitbare Gehäuseteile aufweist, von denen das eine am Hauptwellengehäuse und das andere am Motorgehäuse befestigt ist.

Bei einer vorbekannten Verbindungseinrichtung dieser Art (US-PS 32 69 118) besteht der Kupplungsteil aus einer Hülse, die an ihren entgegengesetzten Enden jeweils mit einem Zahnrad versehen ist, das mit der Antriebswelle bzw. der Hauptwelle kämmt. Die Verbindung zwischen dem Motorgehäuse und dem Hauptwellengehäuse weist zwei Hülsenteile auf, die über einen — vermutlich verformbaren — Ring gleitend ineinander verschiebbar sind, wodurch die beiden Wellen relativ zueinander zentriert werden. Außerdem gehören zu der Verbindung zwischen den beiden Gehäusen Gelenkglieder, durch die das Hauptwellengehäusc wärmebewegüch an dem Motorgehäuse aufgehängt ist.

Diese vorbekannte Verbindungseinrichtung erlaubt somit eine thermisch bedingte Relativbewegung zwischen dem Motorgehäuse und dem Hauptwellengehäuse. Allerdings muß bei dieser Verbindungseinrichtung zum Ausbau des Flugzeugtriebwerkes für Warningszwecke auch der Hilfsgeräteantrieb abgenommen werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Verbindunyseinrichtung zwischen einem Flugzeugmotor und Hilfsgeräten des Flugzeuges der angegebenen Art so auszubilden, daß der Flugzeugmotor ausgebaut werden kann, ohne daß der Hilfsgeräteantrieb bzw. die Hilfsgeräte selbst abgenommen werden müssen und dennoch eine einwandfreie Zentrierung der Wellen des Hilfsgeräteantriebes sichergestellt ist >s

Diese Aufgabe wird bei einer Verbindungseinrichtung mit den eingangs angegebenen Merkmalen erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Kupplungsteil in zumindest einer der beiden Wellen gleitend verschiebbar so gelagert ist, daß es durch eine Betätigungseinrichtung zwischen einer Kupplungsstellung, in der es mit beiden Wellen in Verzahnungseingriff steht, und einer Entkupplungsstellung, in der es mit einer der beiden Wellen außer Eingriff steht, verstellbar ist daß das Hauptwellengehäuse mit der Flugzeugzelle fest verbun- 2s den ist daß die ineinander gleitbaren Gehäuseteile kugelschalengelenkartig ausgebildet sind und daß das Hauptwellengehäuse und das Motorgehäuse relativ zueinander fixiert sind.

Die beiden Wellen sind somit durch die von außen zu betätigende Kupplung voneinander lösbar, und das Hauptwellengehäuse ist fest mit der Flugzeugzelle verbunden. Da die ineinander gleitbaren Gehäuseteile des Hauptwellengehäuses und des Motorgehäuses kugelschalengelenkartig ausgebildet und das Hauptwellengehäuse und das Motorgehäuse relativ zueinander fixiert sind, ist eine einwandfreie Zentrierung der beiden Wellen und eine sichere Verbindung zwischen dem Hauptwellengehäuse und dem Motorgehäuse sichergestellt Diese Art der Befestigung zwischen den Gehäusen ermöglicht nicht nur einen leichten Ein- und Ausbau, sondern darüber hinaus, daß das Hauptwellengehäuse an der Flugzeugzelle selbst befestigt werden kann und dennoch eine zentrische Verbindung zwischen den beiden Wellen gewährleistet bleibt. Die erfindungsgemäße Lösung zeichnet sich ferner durch konstruktive Einfachheit und hohe Funktionssicherheit aus.

Anhand der Zeichnungen wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 einen Schnitt durch einen an einer Gondel aufgehängten Flugzeugmotor;

F i g. 2 einen Teilschnitt durch eine Verbindungseinrichtung zwischen dem Flugzeugmotor und einem Hilfsgerät des Flugzeuges in vergrößertem Maßstab, wobei die den Flugzeugmotor mit dem Zusatzgerät verbindenden Wellen im linken Teil der Figur gekuppelt und im rechten Teil ausgekuppelt dargestellt sind;

F i g. 3a und 3b Schnitte entsprechend dem unteren bzw. oberen Teil der F i g. 2 in noch größerem Maßstab;

F i g. 4 einen weiter vergrößerten axialen Teilschnitt einer Hälfte des oberen Endes der F i g. 3a;

F i g. 5 einen Schnitt entlang der Linie V-V der F i g. 4;

F i g. 6 einen Schnitt durch einen Schlüssel entlang der Linie VI-VI der F ig. 4.

In F i g. 1 ist ein hängend unter einer Flugzeugtragfläehe 2 angebauter Flugzeugmotor (Turbinenstrahltriebwerk) dargestellt Dieser Motor ist in einer Gondel 3 angeordnet und treibt über eine querverlaufende Antriebswelle 4 ein Hilfsgerät 5 an, dessen Halterung 6 sich über dem Motor und außerhalb von diesem befindet.

Der Antrieb des Hilfsgeräte ist im einzelnen in F i g. 2, 3a und 3b dargestellt Das Hilfsgerät wird durch ein Kegelzahnrad 7 angetrieben, das in Eingriff mit einem Kegelzahnrad 8 steht Dieses Kegtlzahnrad 8 ist einstückig mit dem Ende einer Hohlwelle 9 ausgebildet Die Hohlwelle 9 ist mittels eines teleskopartig im Ende der Welle 9 verschiebbaren Kupplungsteils 10 mit der mit dem Motor fest verbundenen Antriebswelle 4 verbunden. Dieses Ende der mit dem Kegelzahnrad 7 fest verbundenen Hohlwelle 9 bildet mit dem Kupplungsteil 10 die Hauptwelle. Diese wird in einem Hauptwellengehäuse 11 aufgenommen und in diesem durch zwei Wellenlager 12 und 13 gelagert Die Antriebswelle 4 wird in einem Motorgehäuse 14 aufgenommen, und es ist in der Zeichnung eines ihrer Wellenlager 15 zu sehen.

Das Kupplungsteil 10 ist außen mit einer Keilverzahnung 10a versehen, die verschiebbar in eine Keilverzahnung 9a im Inneren der Welle 9 eingesetzt ist Das Kupplungsteil 10 ist am äußeren Ende mit einer weiteren Keilverzahnung 10b versehen, die in Eingriff kommen kann mit einer Keilverzahnung 4a im ebenfalls hohlen Ende der Antriebswelle 4. und zwar in der Art, daß diese Welle durch Zwischenschaltung des Kupplungsteils 10 die Welle 9 in Drehung versetzt

Das Innere des Kupplungsteils 10 ist bei 10c ausgebohrt und bei 1Od mit einem Innengewinde versehen. In das Innengewinde 1Oc/ist eine Betätigungsspindel 16 eingeschraubt, die durch einen Schlüssel 17 angetrieben werden kann, um eine teleskopartige Verschiebung des Kupplungsteils 10 in der Welle 9 zu bewirken, damit die Keilverzahnung 1OZ? mit der Keilverzahnung 4a in Eingriff oder außer Eingriff kommt. Die Betätigungsspindel 16 hat einen Flansch 16a, der in einem Bund 9b der Hohlwelle 9 von einer Hülse 18 eingeschlossen ist die in ein Gewinde 18a dieses Bunds eingeschraubt und blockiert ist. Die Hülse 18 ist auf diese Weise fest mit der Welle 9 verbunden. Ihr Ende trägt eine Dichtung 19, die eine Abdichtung eines Deckels 20 nach außen bewirkt

Wie im einzelnen in den Fig. 3b und 4 zu sehen ist, wird die Betätigungsspindel 16 an einer Drehung gegenüber der Hohlwelle 9 und ihrer Hülse 18 gehindert, wenn der Schlüssel 17 nicht eingesetzt ist, und zwar durch eine Verriegelungshülse 21. Die Verriegelungshülse 21 hat außen eine Keilverzahnung 21a, die mit einer Keilverzahnung 186 in Eingriff steht, und hat innen eine Keilverzahnung 21 b, die in einer Keilverzahnung 166 der Betätigungsspindel 16 verschoben werden kann. Eine sich auf einem Bund 180 der Hülse 18 abstützende Rückholfeder 22 drückt die Verriegelungshülse 21 derart nach außen, daß die Keilverzahnung 21a in Eingriff mit der Keilverzahnung 186 gehalten wird. Der Schlüssel 17 drückt die Verriegelungshülse 21 so gegen die Kraft der Feder 22, daß die Keilverzahnung 21a und die Keilverzahnung 186 außer Eingriff kommen. Der Schlüssel 17 hat innen eine Keilverzahnung 17a (vgl. F i g. 6), die identisch ist mit der Keilverzahnung 21b der Verriegelungshülse 21 und folglich in die Keilverzahnung 166 der Betätigungsspindel 16 eingreifen kann. Aus einem später noch anzugebenden Grund hat die Verriegelungshülse 21 an ihrem äußeren Ende einen eingezogenen Rand 21c; der bei 21c/ (vgl. Fig.5) ausgespart ist gegenüber einem von der Keilverzahnung 160 und 216 ausgehenden Teil, d h. gegenüber

einem »vollen« Teil der Keilverzahnung 166. Demgegenüber hat der Schlüssel 17 eine Nase 176, die durch diese Aussparung hindurchtreten kann, die jedoch gegenüber einer Nut der Verzahnung 17a angeordnet ist. Wenn man folglich den Schlüssel 17 in die Verriegelungshülse 21 einsetzt, wobei die Nase 17b durch die Nut 21c/ hindurchtritt, muß der Schlüssel 17 um eine halbe Teilung der Keilverzahnung gedreht werden, damit die Keilverzahnung 17a in die Keilverzahnung 166 der Betätigungsspindel 16 eingreift.

Die Keilverzahnungen 9a, 10a und 4a, 106 werden mit öl geschmiert mittels einer Einspritzdüse 23, die in einer die Hülse 18 umgebenden, ringförmigen Kammer 24 zwischen dem Wellenlager 12 und der Dichtung i9 angeordnet ist Die Kammer 24 steht über einen im Bund 96 vorgesehenen Kanal 15 mit einem ringförmigen Raum zwischen der Hohlwelle 9 und dem Kupplungsteil 10 in Verbindung. Das öl dringt folglich in diesen Raum ein, schmiert die Keilverzahnungen 9a, 10a und dann 4a, 106, kommt im hohlen Ende der Antriebswelle 4 an und tritt radial durch Bohrungen 26 aus, die in der Welle 4 vorgesehen sind und die mit Bohrungen 26a einer Schraubenmutter 15a des Wellenlagers 15 in Verbindung stehen. Man erhält auf diese Weise eine Fliehkraftwirkung, die den ölkreislauf und somit die Schmierung beschleunigt Eine Buchse 27 ist verschiebbar in einer Hülse 28 angeordnet, die in einer Bohrung der Welle 9 befestigt ist Die Buchse 27 wird von einer Feder 29 gegen das Ende der Antriebswelle 4 gedrückt und verhindert ein Austreten des Öls zwischen diesen beiden Wellen und zwingt es, zwischen die Keilverzahnungen 4a und 106 einzudringen, um in den Raum der Welle 4 zu strömen und um durch die Bohrungen 26 und 26a herausgeschleudert zu werden. Die Buchse 27 kann sich nicht in der Welle 9 drehen, dank Führungsstiften 27a, die in Längsnuten 9c der Welle 9 gleiten.

Das Motorgehäuse 14 hat ein koaxial zur Welle angeordnetes Gehäuseteil 30 aus Stahl, dessen zylindrische Innenfläche 30a sich an einen ausgeweiteten Eingang 306 anschließt Das Hauptwellengehäuse 11 hat einen ringförmigen, zur Welle 9 koaxialen Gehäuseteil 31 aus Stahl, dessen Außenfläche 31a einen kugelförmigen Abschntt bildet dessen Durchmesser gleich demjenigen der zylindrischen Innenfläche 30a ist Das Hauptwellengehäuse 11 hat ebenfalls drei unter gleichen Winkeln um die Achse der Welle 9 verteilte Tragelemente 32. Die Tragelemente 32 stützen sich auf einer ringförmigen Auflagefläche 33 des Motorgehäuses 14 ab, wenn die Hohlwelle 9 mit der Antriebswelle 4 fluchtet und derart angeordnet ist daß die Keilverzahnung 106 des Kupplungsteils 10 in ausgefahrener Stellung ganz mit der Keilverzahnung 4a der Welle 4 in Eingriff kommen kann.

Wenn der Motor vom Hilfsgerät abgekuppelt ist befindet sich das Kupplungsteil 10 in der in den Fi g. 2, 3a und 3b rechts gezeigten Stellung. Das Kupplungsteil 10 hat eine Auflagefläche 1Oe, die die Hülse in die in diesen Figuren in gleicher Weise gezeigte Stellung mitgenommen hat

Um den Motor einzubauen, windet man ihn unter die Tragfläche 2 (vgl. F i g. 1) hoch und schiebt das mit dem Motorgehäuse verbundene Gehäuseteil 30 auf den mit dem Hauptwellengehäuse 11 verbundenen Gehäuseteil 31. Das Hauptwellengehäuse 11 wird für dauernd am Flugzeug befestigt Die Form der Flächen 30a, 306 und 31a gestattet ein leichtes Eingreifen des Gehäuseteils 30 auf dem Gehäuseteil 31 und bildet mit diesem ein Kugelgelenk in der Art daß sich ein Ausfluchten der Welle 4 gegenüber der Welle 9 während dieses Vorgangs erübrigt Anschließend bringt man die Tragelemente 32 in Berührung mit der Auflagefläche 33 und verschraubt sie während dieses Vorgangs bei 34. Die beiden Wellen 4 und 9 sind dann vollständig ausgefluchtet, und man kann sie miteinander kuppeln, indem man die Betätigungsspindel 16 so betätigt, daß sich das Kupplungsteil 10 in die in den F i g. 2,3a und 3b

ίο links gezeigte Stellung verschiebt In dieser Stellung steht die Keilverzahnung 106 vollständig in Eingriff mit der Keil verzahnung 4a.

Um daher die Betätigungsspindel 16 zu betätigen, setzt man die Nase 176 des Schlüsseis 17 in die Aussparung 21c/ der Verriegelungshülse 21 ein und dreht den Schlüssel 17, wie oben beschrieben, so, daß die Keilverzahnung 17a genau in die Keilverzahnung 166 der Betätigungsspindel 16 geführt wird. Durch Herabdrücken des Schlüssels 17 wird es dann möglich, die Verriegelungshülse 21 unter Zusammendrückung der Feder 22 derart wegzuschieben, daß die Keil verzahnung 21 α der Verriegelungshülse 21 vollständig von der Keil verzahnung 186 der mit der Hohlwelle 9 verbundenen Hülse 18 außer Eingriff kommt In dieser Stellung steht die Keil verzahnung 17a des Schlüssels 17 gleichzeitig mit der Keilverzahnung 216 der Verriegelungshülse 21 und mit der Keilverzahnung 166 der Betätigungsspindel 16 in Eingriff. Man dreht dann den Schlüssel 17, der die Betätigungsspindel 16 und die Verriegelungshülse 21 dreht in passendem Sinn, damit sich die Betätigungsspindel 16 im Gewinde 10c/ losschraubt und dabei das Kupplungsteil 10 in Richtung des oben angegebenen Ankuppelns antreibt vgl. die linken Seiten der F i g. 2, 3a und 3b. In dieser Stellung wird die Buchse 27 von neuem von der Feder 29 auf das Ende der Welle 4 gedrückt Fällt diese Feder aus, so drückt ein Anschlag 10/"das Kupplungsteil 10 derart auf die Mitnehmerstifte 27a, daß sie die Buchse 27 nach unten schieben. Die Keilverzahnungen 106 und 4a haben eine stirnseitige Verjüngung, die das Einführen des Kupplungsteils 10 in das hohle Ende der Welle 4 erleichtern.

Wenn man mit dem Herabdrücken des Schlüssels 17 aufhört wird die Verriegelungshülse 21 wieder von der Feder 22 nach oben geschoben, so daß die Keilverzahnung 21a der Hülse 21 von neuem in die Keilverzahnung 186 der Hülse 18 eingreift Auf diese Weise wird jede zufällige Drehung der Betätigungsspindel 16 gegenüber der Welle 9 verhindert Eine derartige Drehung würde ein Entkuppeln der Welle 9 von der Antriebswelle 4 riskieren. Die Nase 176 und die Nut 21c/ haben den Zweck, das Herausziehen des Schlüssels 17 zu verhindern, wenn die Hülse 21 nicht in diese in F i g. 4 dargestellte Verriegelungsstellung zurückgekehrt ist Wenn sich die Keilverzahnung 21a nicht vollständig in Eingriff mit der Keilverzahnung 186 befindet ist es in der Tat verständlich, daß sich der Rand 21c in einer tiefen Stellung befindet was nicht in Fig.4 dargestellt ist Es ist somit möglich, den Schlüssel 17 ausreichend nach oben zu ziehen, um seine Keilverzahnung 17a von der Keilverzahnung 166 der Betätigungsspindel 16 außer Eingriff zu bringen. Auf diese Weise kann die Nase 176 des Schlüssels 17 gegenüber der Nut 21c/ eingestellt werden.

Zum Abbauen des Motors wird der Schlüssel 17 in der oben angegebenen Art eingesetzt Er wird jedoch im entgegengesetzten Sinn wie die Betätigungsspindel 16 gedreht Dabei dreht sich die Betätigungsspindel 16 in

das Gewinde iOd und bewirkt eine Verschiebung des Kupplungsteils 10 in die Hohlwelle 9 hinein, damit sich die Keilverzahnung lOb von der Keilverzahnung 4a löst. Wird der Motor auf diese Weise vom Hilfsgerät abgekuppelt, so ist sein Abbau nicht mehr schwierig.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Verbindungseinrichtung zwischen einem Flugzeugmotor und Hilfsgeräten des Flugzeugs mit einer eine Antriebswelle und eine die Hilfsgeräte antreibende Hauptwelle verbindenden Kupplungsvorrichtung, die ein mit beiden koaxial angeordneten Wellen in Eingriff stehendes verzahntes Kupplungsteil aufweist, und einem Hauptwellengehäuse, in dem die Hauptwelle gelagert ist und das über eine eine Relativbewegung zulassende, die Wellen zentrierende Verbindung mit einem Motorgehäuse verbunden ist, in dem die Antriebswelle gelagert ist, wobei diese Verbindung in Richtung der Wellenachsen ineinander gleitbare Gehäuseteile aufweist, von denen das eine am Hauptwellengehäuse und das andere am Motorgehäuse befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Kupplungsteil (10) in zumindest einer der beiden Wellen (4, 9) gleitend verschiebbar so gelagert ist, daß es durch eine Betätigungseinrichtung zwischen einer Kupplungsstellung, in der es mit beiden Wellen in Verzahnungseingriff steht, und einer Entkupplungsstellung, in der es mit einer der beiden Wellen außer Eingriff steht, verstellbar ist, daß das Hauptwellengehäuse (11) mit der Flugzeugzelle fest verbunden ist, daß die ineinander gleitbaren Gehäuseteile (30, 31) kugelschalengelenkartig ausgebildet sind und daß das Hauptwellengehäuse und das Motorgehäuse (14) relativ zueinander fixiert sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Hauptwelle als Hohlwelle ausgebildet ist, in der das Kupplungsteil eine Keilverzahnung aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungseinrichtung zur Verschiebung des Kupplungsteils (10) eine Betätigungsspindel (16) aufweist, die drehbar in der Hohlwelle (9) angeordnet ist und in das Kupplungsteil eingeschraubt werden kann.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungsspindel (16) gegen Drehung gegenüber der Hohlwelle (9) festgelegt werden kann mittels einer Verriegelungshülse (21), die gleichzeitig mit der Hohlwelle und mit der Betätigungsspindel in Eingriff kommen kann.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verriegelungshülse (21) mit der Betätigungsspindel (16) durch eine verschiebbare Keilverzahnung (16f>, 2\b) verbunden und außen mit Elementen einer Keilverzahnung (21a) versehen ist, die unter der Wirkung einer Rückholfeder (22) mit den Elementen einer entsprechenden Keilverzahnung (186,1 der Hohlwelle (9) in Eingriff kommen können, daß ein Schlüssel (17) das Zurückschieben der Verriegelungshülse in der Art gestattet, daß diese Elemente gegen die Wirkung der Rückholfeder außer Eingriff gebracht werden, und daß dieser Schlüssel Elemente einer Keilverzahnung (YIa) hat, die mit der Verschiebekeilverzahnung (\%b) der Betätigungsspindel in Eingriff kommen können.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Verriegelungshülse (21) einen eingezogenen Rand (21cjmit einer Aussparung (2\d) hat, die einen Durchtritt für eine Nase (YJb) des Schlüssels (17) freiläßt, damit der Schlüssel in die Verriegelungshülse (21) eingesetzt werden kann, um sie zurückzuschieben, wobei die Aussparung (2\d) und die Nase gegenüber den Elementen der Keilverzahnung (21 b, YIa) der Verriegelungshülse

und des Schlüssels derart angeordnet sind, daß ein Drehen des Schlüssels nötig ist, um die Elemente seiner Keilverzahnung in die Keilverzahnung (166) der Betätigungsspindel (16) in Eingriff zu bringen, und daß der eingezogene Rand in einem solchen Abstand von der Auflagefläche der Verriegelungshülse, auf die sich der Schlüssel abstützt, angeordnet ist, daß die Keilverzahnung (17a,) des Schlüssels solange mit der Keilverzahnung der Betätigungsspindel in Eingriff bleiben, wie die außen an der Verriegelungshülse vorgesehenen Elemente der Keilverzahnung (2IaJ nicht ganz in Eingriff mit den Elementen der Keilverzahnung (\f>b) der Hohlwelle

(9) stehen.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die das Kupplungsteil

(10) der Hohlwelle (9) und die Antriebswelle (4) verbindenden Keilverzahnungen (106, 4a) mit Ol geschmiert werden, das am Ende der Hohlwelle eingespritzt wird und durch Auszentrifugieren durch ein oder mehrere, radial in die Antriebswelle gebohrte Bohrungen (26,26a) austritt

7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die ineinander gleitbaren Gehäuseteile (30,31) eine zu einer der Wellen (4 oder 9) koaxiale, zylindrische Innenfläche (30a,) bzw. eine zur anderen Welle (9 bzw. 4) koaxiale, kugelförmige Außenfläche (3IaJ aufweisen.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß sich die zylindrische Innenfläche (3OaJ an einen ausgeweiteten Eingang (3Oi)J anschließt.