DE2801618A1

DE2801618A1 - Gelenksperre

Info

Publication number: DE2801618A1
Application number: DE19782801618
Authority: DE
Inventors: Eugen Ing Grad Hack
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1978-01-14
Filing date: 1978-01-14
Publication date: 1979-07-19
Also published as: DE2801618C3; DE2801618B2; US4260045A

Description

Dr. Max Schneider 10977) ζ Dr. Alfred Eitel d,«

Ernst Czowalla g!» Patentanwälte Peter Matschkur _D*.,_Phy..

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85 Nürnberg 106, den 13. Jan. 1978 KönigstraBe 1 (Museumsbrücke) Fernsprech-Sammel-Nr. 203931

Q Parkhaus Katharlnenhof Parkhaus AdlerstraBe

diess.Hr. 26 933/ma-bö

■algen Hack, Kobergerstraße 53, 3500 Nürnberg

"Gelenksperre"

Die Erfindung betrifft eine Gelenksperre, die bei Stillstand einer primären Steuerv/elle eine ein Stellglied betätigende, getrieblich mit der Steuervrello verbundene, iYbtriobsv/elle blockiert, insbesondere für die Steuergolenke von Vorflügoln an Gro3flugzeugen.

Bei den steuerbaren Vorflügeln an £;n Vorderkanten der Flügel von Großflugzeugen stellt sich aus Sicherheitsgründen dia Aufgabe, da3 die steuerbare Gelenkaufhängung dieser VorflUgel im Falle eines Bruchs innerhalb der Gelenkteile oder bei Ausfall der antreibenden Steuerkraft augenblicklich und absolut starr blockiert sein soll. Das heißt die Steuerbewegung muß aus dar absoluten Fixierung bzw. Starre der Gelenke erfolgen und beim Aufhören der Steueraktivität augenblicklich v/ieder in Starre enden. Zu berücksichtigen sind dabei die aus den hohen Start-

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Deutsche Bank A. G. Nürnberg Nr. 03 / 30 688, BLZ 760 70012 - Hypobank Nürnberg Nr. 156 / 274 500, BLZ 760 20214 Postscheck-Konto: Amt Nürnberg Nr. 38305-855 - Drahtanschrift: Norispatent

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und Landegeschwindigkeiten resultierenden Kräfte, denen die unverhältnismäßig niedrigeren Steuerkräfte gegenüberstehen, womit sich praktisch die Umdrehungsgeschwindigkeiten umgekehrt so verhalten, daß die Steuerwelle mit kleinen Drehmomenten den üblichen Servomotoren entsprechend schnell umläuft, während um die Gelenkachse der Vor flügelverstellung entsprechend, eine nur sehr langsame Teildrehung (Schwenkbewegung) erfolgt.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist eine Gelenksperre der eingangs genannten Art erfindungsgemäß gekennzeichnet durch eine -eine mit der Abtriebswelle verbundene Tangentialkeil-Freilaufsperre mit wenigstens zwei einander gegenüberstehenden, jeweils in einer Drehrichtung sperrenden Tangentialkeilen und einem von der primären Stueerwelle angetriebenen, vorzugsweise als schnelldrehende Hilfswelle ausgebildeten Mitnahmeelement,das je nach Drehrichtung einen Keillöser zwischen den Tangentialkeilen in eine Freigabestellung ausrückt.

Wie weiter untern im einzelnen noch näher erläutert werden 30II, hat das Vorsehen einer Hilfswelle im Zuge der Einrichtung zum Lösen der Tangentialkeile Vorteile insbesondere im Hinblick auf eine zusätzlcihe Getriebebruchsicherung. Es sind jedoch auch eine Reihe von Ausgestaltungen der Keillöseeinrichtung möglich, die ohne eine derartige Hilfswelle arbeiten.

Die erfindungsgemäß vorgesehene Tangentialkeil-Freilaufsperre besteht praktisch aus zwei gegenläufig sperrenden Tangentialkeil-Freilaufkupplungen, die in ihrer Verbindung bewirken, daß sich

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die mit ihnen gekuppelte Welle bzw. die Gelenkachse in keiner Richtung drehen kann. Sollen in dem genannten Anwendungsbeispiel die Vorflügel betätigt werden, d.h. dreht sich die hierfür vorgesehene primäre Steuerwelle, so wird über das Mitnahmeelement der Keillöser betätigt, der je nach Drehrichtung den einen oder anderen der Tangentialkeile aus seiner Sperrstellung drückt und somit ein M itdrehen der Abtriebswelle entsprechend der Steuerwellenbetätigung ermöglicht.

Dabei ist es ersichtlich von Bedeutung, daß das Ausrücken des Tangentialkeils durch den Keillöser möglichst rasch nach Anlauf der primären Steuerwelle erfolgt, womit die Gelenkachse kaum eine merkkliche Schwenkung ausführt, so daß der Keil sich also gar nicht erst "festfressen" kann. Zu diesem Zweck ist in Weiterbildung derir Erfindung vorgesehen, daß die Ausrückaktion des Tangentialkeils unmittelbar von der schnell^aufenden Steuerwelle aus erfolgt bzw. über eine Hilfswelle, wobei der primären Steuerwelle und der Hilfswelle ein übersetzungsgetriebe derart zwischengeschaltet sein kann, daß die Drehzahl der Hilfswelle um ein Vielfaches größer ist, als die des Rotationskörpers der Tangentialkeil-Freilaufsperre. Durch eine entsprechend große Übersetzung läßt es sich in jedem Fall erreichen, daß die Hilfswelle oder das sonstwie ausgebildete Mitnahmeelement den Keillöser zur Betätigung des Tangentialkeila bereits verschwenkt hat,ehe die wesentlich langsamer drehende,zunächst blockierte und nunmehr freizugebende Abtriebswelle sich überhaupt nennenswert in Bewegung gesetzt hat.Dieses rasche Ansprechen der

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KeillÖGung hat auf der anderen Seite zur Folge, daß die Auslösekräfte relativ klein bleiben, so da.3 auf diese Veise ein Lösen eines verklemmten Keils häufig nicht möglich ist. Um auch in diesen Fällen den Keil noch Lösen zu können, was beispielsweise dann notwendig ist, wenn die Vorflügel während des Einfahrens vorübergehend angehalten werden. Beim weiteren Einfahren nach dem Anhalten mu3 der entsprechende Tangentialkeil aus der stark verklemmten Stellung gelöst werden, da er ja während des Anhaltens mit der gro3en Kraft des tfinddrucks belastet war. Die Möglichkeiten der Keillösung auch in diesen Fällen sind weiter unten noch näher beschrieben.

Die erfindungsgemäße mit großer Kraft und sicher greifende Gelenksperre läßt sich besonders einfach in der Weise aufbauen, daß die Abtriebswelle einen vorzugsweise zentralsymmetrischen unrunden Querschnitt aufweist, der mit der zylindrischen Innenwand eines feststehenden Gehäuses die Keilspalte für die einander entgegengerichteten Tangentialkeile bildet, die in an sich bekannter Weise federnd in Sperrichtung vorgespannt sein sollen. Dabei versteht es sich von selbst, daß auch eine umgekehrte Ausbildung möglich ist, d.h. zentralsymmetrisch unrunde Ausbildung der Innenwand dss feststehenden Gehäuses für einen zylindrischen Rotationskörper. Die zentralsymmetrische Ausbildung des Ouerschnitts bedeutet dabei, da.3 für jede Drehrichtung wenigstens zwei einander diametral gegenüberstehende Tangentialkeile vorgesehen sind. Dadurch vermeidet man einseitige Belastungen, indem sich die radial gerichteten Querkräfte auf-

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haben, zum anderen müssen bei paarweise vorgesehenen Tangentialkeilen dann selbstverständlich zwei Mitnahmeelemente und Keillöser jeweils zwischen zwei entgegengesetzten Tangentialkeilen vorgesehen sein, da ja dann auch immer zwei der Tangentialkeile gleichzeitig zur Freigabe der Abtriebswelle gelöst werden müssen.

Der Keillöser kann in weiterer Ausgestaltung der Erfindung ein von der Hilfswelle über eine Ratschen- oder Rutschkupplung o.dgl. gegen die Wirkung einer Feder aus seiner neutralen Mittelstellung unter Mitnahme des einen oder anderen Tangentialkeils ausrückbares Stellglied sein. Dabei hat es sich als besonders vorteilhaft erwiesen, wenn der Keillöser ein mit der Hilfswelle gekuppeltes, vorzugsweise mit einem Schwenkbegrenzungsanschlag versehenes Nockenteil ist. Dieses Nockenteil sitzt nach Art einer Backenoder Scheibenbremse klemmend auf der Hilfswelle und wird bei dessen Umdrehung mitgenommen und rückt danneinen der Tangentialkeile aus. Nach einem bestimmten Schwenkwinkel verhindert der Schwenkbegrenzungsanschlag eine Weiterverschwenkung und der Nocken rutscht dann auf der Hilfewelle durch, während er in seiner ausgelenkten Stellung und damit auch der Tangentialkeil in seiner Freigabestellung verbleibt. Die durch die Reibung bewirkte Mitnahmekraft in Drehrichtung ist dabei selbstverständlich so gewählt, daß sie die Rückholkraft der das Nockenteil in die neutrale Mittelstellung vorspannenden Feder übersteigt. Bleibt die Hilfswelle aber infolge eines Ausfalls des Antriebs der primäten Steuerwelle stehen, so wird das Nockenteil durch die Feder augenblicklich in seine Ruhestellung zurückbewegt, was wiederum zur Folge hat, daß jetzt der vorher aus-

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gelenkte Tangentialkeil durch die ihn belastende Feder in seine Sperrstellung zurückkehrt. Die Abtriebswelle wird daher in Erfüllung der gestellten Sicherungsaufgabe augenblicklich wieder blockiert.

Da es für das Funktionieren der erfindungsgemäßen Vorrichtung notwendig ist, daß die Rückstellkraft der Rückholfeder für das Nockenteil kleiner ist als die Reibungskraft, mit der das Nockenteil mit der Hilfswelle verbunden ist, da ansonsten ja eine Auslenkung überhaup⁺ -icht stattfinden könnte, kann die Rückführung des Nockenteils bei Ausfall des Antriebs der primären Steuerwelle bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel nur in der Weise erfolgen, daß Nockenglied samt Hilfswelle bei der Rückholbewegung des Nockengliedes gemeinsam bewegt werden. Um in diesem Fall zu vermeiden, daß gleichzeitig auch noch die primäre Steuerwelle das Zwischengetriebe und ggf. gar noch Antriebselemente der Steuerwelle selbst mitgenommen werden müssen - sofern sie nicht gar völlig blockiert sind und dann die Rückholung des Nockenteils und damit die Sperrung der Gelenksperre überhaupt verhindern würden - soll in Weiterbildung der Erfindung der primären Steuerwelle und dem Mitnahmeelement eine, vorzugsweise als Fliehkraftkupplung ausgebildete, bei Ausfall des Steuerwellenantriebs die Verbindung zwischen diesen Teilen aufhebende Kupplung zwischengeordnet sein. Durch diese Maßnahme braucht die Rückholfeder beim Zurückdrehen des Nockenteils in seine neutrale Stellung lediglich die Hilfswelle mitzunehmen, was keine besonderen Ansprüche an die Rückholfeder

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stellt. Diese kann sowohl in Form zweier in entgegengesetzter Richtung angreifender Zugfedern oder aber beispielsweise auch als in beiden Drehrichtungen wirksame Torsionsfeder ausgebildet sein.

Zur Lösung der Keile in der jeweils gewünschten Drehrichtung kann in weiterer Ausgestaltung der Erfindung gemäß einem älteren Vorschlag (Patentanmeldung P 27 49 271.3) das Prinzip der Tangentialkeillösung mit Hilfe verformbarer Gleitringe eingesetzt ·

sind

werden. Hierzu/auf dem zentralsjnmetrischen Rotationskörper der Tangentialkeil-Freilaufsperre zwei verformbare Gleitringe angeordnet, die von dsr Schnellaufenden Steuerwelle, bzw. von Hilfswollen nngetriebsn werden und zwar so, daß sich jeweils entgegengesetzte Drehrichtungen der beiden Gleitringc ergeben und damit die verformbaren Gleitringe als Tannentialkeillöser für die auf ihnen sitzenden Tangentialkeile funktionieren. Die ije^eüber den: Rotationskörper größere "iinkelgeschwindigkeit der Gleitrinne gewährleistet ein sicheres Abheben (Lösen) des jeweiligen Tangentialkeils in Freiloufrichtung und sichert bsi Äusfsll des Steuerwellenantriebs wieder die sofortige Blockierung des Gelenks durch die vorgespannten Tangentially ile. Dabei sind die Gleitringe, von denen jeder für die Keile einer Sperrichtung di~nt, über ein Getriebe derart mit der Steuerwelle verbunden, daß jeder Gleitring unabhängig von deren Drehsinn stets in einer Richtung läuft. Sin derartiges Getriebe läßt sich beispielsweise mit Hilfe von zwei eingebauten Freiläufen realisieren und soll, da derartige Getriebe bekannt sind,

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im einzelnen nicht "beschrieben v.-erdsn.

Eine v/eitere Möglichkeit eine sichere Lösung der Keile zu bewerkstelligen besteht darin, den im (Planeten-) Getriebe zwischen Steuerwelle und Abtriebswelle entstehenden Zahndruck als wirkende Kraft zu verwenden. Dies kann in der Praxis derart realisiert sein, daß ein Zwischenrad des Getriebes zwischen Steuerwelle und Abtriebswelle pendelnd gelagert ist und zwar zweckmäßigerweise pendelnd um die Steuerwelle. Die einsetzende Steuerkraftübertragung erzeugt dann im beweglichen Lager des Zwischenlagers einen Gegendruck, der den Keillöser zunächst mit kleiner Schwenkung gegen den zu lösenden Keil preßt und damit aus der Klemmungrückt. Fällt aus irgendwelchen Gründen, z.B. durch Wegfall der Steuerkraft, einen Bruch der Steuerwelle oder einen Getriebebruch, die Steuerkraft und damit der übertragende Zahndruck aus, dann gibt der Keillöser den Keil frei und dieser rückt unter der Vorspannung seiner Stellfeder wieder in seine Klemmstellung.

Ein besonderer Vorzug der erfindungsgemäßen Gelenksperre besteht darin, daß die Haltekraft der Sperrstellung von den Steuerkräften völlig unabhängig ist, so daß es keinerlei Schwierigkeiten bereitet, auch die erheblichen auf die Vorflügel wirkenden Kräfte beim Landeanflug, bzw. beim Start, abzufangen und entgegen diesen Kräften die Abtriebswelle zu blockieren. Die über das Mitnahmeelement wirkende Steuerkraft der primären Steuerwelle braucht lediglich in der Lage zu sein, den Tangentialkeil in die Freigabestellung auszurücken. Die hierfür

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erforderliche Kraft kann insbesondere dann sehr klein gehalten werden, wenn man den Keilwinkel größer als den Selbsthemmungswinkel wählt, was wiederum besonders gut dann möglich ist, wenn man zur Keillösung das vorstehend skizzierte Prinzip der deformierbaren zwischen Rotationskörper und den Tangentialkeilen angeordneten Gleitringe wählt.

Neben dem Ausfall der Steuerkraft können - wenn auch in weitaus selteneren Fällen - Störungen auch dadurch auftreten, daß ein Zahnrad des Getriebes zwischen Steuerwelle und Abtriebswelle bricht. Erfolgt ein derartiger Bruch während des Ausfahrens der Vorflügel, so ist dies unschädlich, da infolge der hohen, auf die Vorflügel einwirkenden Kräfte dann augenblicklich diese in die entgegengesetzte Richtung zurückgedrückt würden. Dabei wird die Drehrichtung der Abtriebswelle umgekehrt, d.h. der nicht ausgerückte, in Sperrstellung befindliche Tangentialkeil kommt in Funktion und blockiert automatisch und momentan die Weiterbewegung. Eine Bewegung der Vorflügel bei einem Getriebebruch ist also nicht möglich, wenn der Getriebebruch während der Ausfahrbewegung stattfindet. Findet ein derartiger Getriebebruch aber statt, während die Vorflügel in die eingeschwenkte Stellung bewegt werden, so bewirken die Fahrtwindkräfte eine Weiterverschwenkung im gleichen Sinne, d.h. die Abtriebswelle läuft in dem gleichen Drehsinn,wenn auch nicht mehr veranlaßt durch die Steuerwelle, weiter und würde nicht blockiert werden.

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Um ouch in diesem Falle eine momentane Sperrung der Vorflügel zu gewährleisten, kann in Weiterbildung der Erfindung eineron der Abtriebswclle über ein Übersetzungsgetriebe synchron mit dor ersten Hilfsteile angetriebene und mit dieser derart gekuppelte zweite Hilfswelle vorgesehen sein, da3 sie bei einem Verlust der Synchronität den über die erste Hilfsv/elle ausgerückten Tangentialkeil zwangsweise in seine Sperrstellung einrückt.

Dies läSt sich in v/eiterer Ausgestaltung der Erfindung beispielsweise dadurch erreichen, daß die Kupplung der Hilfsvellen co ausgebildet ist, da? bei einer relativen Verdrehung dar Hilfswellon gegeneinander das den Tangentialkeil auslenkende Nockenglied in eine Freigabestellung überdreht v:ird, so daß der Tangentialkeil unter der Wirkung seiner Rückholfeder in die Sperrstellung zurückgedrückt wird.

Um dieses Überdrehen des Nockengliedes in eine der normalen Freigabestellung praktisch um 180° gegenüberliegende Freigafccctollung zu bewerkstelligen, kann beispielsweise die zweite Hilfswolle mit a::ial verschiebbaren Klemmbolzen versehen sein, die unter Fedsrwirkung an einem Anschlag anliegend in Ausnehmungen ainer Stirnfläche des axial verschiebbaren Nockenteils einragen, dessen andere Stirnfläche an einer Ringschulter der ersten Hilfswells anliegt. Bei einer Relativverdrehung der boidcn Hilfswellen gegeneinander/langen die Klemmbolzen aus d3n Ausnehmungen und drücken dabei auf die Stirnfläche des

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Nockenteile, das dadurch federnd an die genannte Ringschulter angepreßt wird. Durch entsprechende Einstellung der Federkraft läßt sich erreichen, daß die dadurch bewirkte Reibungskupplung stark genug ist, so daß das Nockenteil durch den Schwenkbegrenzungsanschlag nicht mehr gehalten wird, sondern dieser Schwenkbegrenzungsanschlag den Tangentialkeil noch weiter ausrückt und damit passieren kann, so daß das Nockenteil in die bereits genannte Freigabestellung gelangt. Durch die noch weitere Auslenkung des Tangentialkeils kehrt dieser mit erhöhter Federkraft, d.h. besonders rasch in seine Sperrstellung zurück und blockiert damit sofort die Abtriebswelle.

Bei Bruch eines Getriebeteils kann die Kupplung der Hilfswellen durch relatives Verdrehen gegeneinander ausgerückt werden, wobei durch axiales Verschieben eines Kupplungsteils, die beispielsweise stirnverzahnte Mitnahme des Mitnehmerrades gelöst wird. Dadurch wird bei leer weiterlaufender Steuerwelle der Antrieb der Gleitringe unterbrochen und ein sofortiges Blockieren des Gelenkes geischert.

Darüber hinaus wäre es auch möglich, das Nockenteil nicht nach Art einer Rutschkupplung klemmend auf der Hilfswelle anzuordnen, sondern die Kupplung ausschließlich dadurch zu bewerkstelligen, daß ausgehend von einer anfänglichen Synchronität der Hilfswellen die zwischen ihnen bestehende Klauenkupplung zu einer

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Längsvorschiebung führt, so daß, wie bereits weiter oben angedeutet, das Nockenteil an die Ringschulter der Hilfswelle angepreßt wird und auf diese ^T,ieise eine Mitnahme des Nockenteils erfolgt. Diese Ausbildung hat dabei den besonderen Vorteil, da.G die weiter oben beschriebene Fliehkraftkupplung nicht notwendig ist, da normalerweise das Nockentoil ja überhaupt nicht mit der Hilfswelle gekuppelt ist. Die über eine solche Klauenkupplung zwischen den Hilfswellen und die Axialverschiebung der einen Hilfswelle gegen die Wölbung von Vorspannfedern bewirkte Rutschkupplung für das Nockenteil läßt sich dabei so ausgestalten, daß anfänglich durch Vorsehen einer Stirnverzahnung eine formschlüscige Mitnahme erfolgt, 30 da.i auch erhebliche Ausrückkräfte aufgebracht werden kennen, die ausreichen υπ: selbst eus dor üperrstellunr; sin Lesen eins3 Trn^entitllieÜG zu bewirken.

".,"üitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Lrfincunr ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels sowis anhand der Zeichnung. Dabei zeigen:

Figur 1 eine schematische Darstellung eines Vorflügels und seiner Gelenkverstellung,

Figur 2 einen Teilquerschnitt durch eine erfindungsgemäße Gelenksperre im Bereich der Tangentialkeil-Freilaufsperre längs der Linie II-II in Figur 3,

Figur 3 einen Längsschnitt der Gelenksperre,

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Figur 4 einen Schnitt längs der Linie IV-IV in Figur 3,

Figur 5 eine schematische Darstellung der Ausbildung einer erfindungsgemäßen Gelenksperre bei zweiseitig gelagerten Steuer- und Abtriebswellen,

Figur 6 einen der Figur 3 entsprechenden Längsschnitt durch eine andere Ausführungsform einer erfindungsgemä3en Gelonksperre und

Figur 7 einen Teilquerschnitt entsprechend Figur 2 durch eine weitere Ausführungεform einer srfindungs^oinäßen Gelenksperre bei csr die Keillösung indirekt über eineSchaltnockc ^i^tcls einrollsnder Spreizkörper erfolgt.

Die Figur 1 zeigt einen sohsir.sitischon Schnitt durch dia Vorderkante eines Flugzeug-Tragflügels 1 mit einem Vorxlügel 2. Dieser über Laschen 3 am Tragflügel 1 angelenkte Vorflügel ist über ein Schwenkgestänge 4, 5 ein- und ausschwenkbar, v/obei der das eigentliche Stellglied bildende Hebelarm 5 mit einer Abtriebswelle 6 verbunden ist, die von einer primären Steuorvells 7 angetrieben wird. Die von einem Schnellaufenden Motor mit relativ hoher Drehzahl angetriebene primäre Steuerwelle ist über ein vorzugsweise als Planetengetriebe ausgebildetes Untersetzungsgetriebe mit der Abtriebswelle β verbunden, weil

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die Verstellung des Stellgliedes 5 verhältnismäßig langsam erfolgen kann und andererseits erheblich höhere Verstellkräfte erforderlich sind als die kleine Steuerkraft des Antriebsmotors der primären Steuerwelle. Beispielsweise muß bei Vorflügeln von Großflugzeugen eine Schwenkbewegung von maximal 150° in ca. 15 Sekunden erfolgen, was einer Untersetzung im Planetengetriebe von 250 : 1 entspricht. Die Steuerwelle hat danach ca. 100 Umdrehungen zu machen, während die Abtriebswelle die Schwenkung um 150° vollzieht.

Um bei einem Ausfall der Steuerkraft oder einem Bruch des Getriebes zwischen der Steuerwelle 7 und der Abtriebswelle 6 ein Freiwerden des Gelenkes zu verhindern, was zu einem gefährlichen Flattern führen würde, ist erfindungsgemäß eine Gelenksperre vorgesehen, die in einer ersten Ausführungsform in den Figuren 2 bis 4 dargestellt ist.

Die Abtriebswelle 6 ist über ein im einzelnen nicht dargestelltes Planetengetriebe, von dem nur ein Planetenträger 8 erkennbar ist, mit der Steuerwelle 7 verbunden, die zentral durch die Abtriebswelle 6 selbst geführt ist, wobei sich - wie vorstehend beschrieben - durch die Untersetzung dieses Getriebes die Abtriebswelle 6 wesentlich langsamer, dafür aber mit entsprechend größerer Verstellkraft, dreht als die primäre Steuerwelle 7.

Mit der Abt-riebswelle 6 ist mit Hilfe einer Keilverbindung ein zentralsymmetrischer unrunder Rotationskörper 9 drehfest gelagert, der zusammen mit dem feststehenden Gehäuse 1o Keilspalte für

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einander gegenüberstehende, jeweils in einer Drehrichtung sperrende Tangentialkeile 11 bzw. 12 bildet. Zur Vermeidung einseitiger Radialkräfte und unsymmetrischer Belastungen sind die Tangentialkeile 11 und 12 jeweils paarweise um 180° gegeneinander versetzt angeordnet. Dies entspricht der Kombination zweier in jeweils entgegengesetzter Richtung wirksamer Tangential-Freilaufkupplungen mit dem Ergebnis, daß die durch ihre Rückstellfedern 13 bzw. 14 in Sperrstellung gedrückten Tangentialkeile 11 und 12 eine Drehung der Abtriebswelle weder in der einen noch in der anderen Richtung gestatten. Um aber im Steuerfalle eine gewollte Schwenkung der Abtriebswelle zu ermöglichen, muß der jeweils in dieser Richtung sperrende Tangentialkeil 11 bzw. 12 udrch äußere Stelleinrichtungen ausgerückt werden. Zu diesem Zweck ist dem in den Figuren 2 bis 4 dargestellten Ausführungsbeispiele ine erste Hilfswelle 15 vorgesehen, die über ein eine Fliehkraftkupplung 16 enthaltendes Getriebe 16a von der primären Steuerwelle 7 angetriebenwird. Dieses Getriebe 16a ist dabei vorteilhafterweise so ausgebildet, daß es zugleich eine bestimmte übersetzung bewirkt, derart, daß die Drehzahl der ersten Hilfswelle 15 immer noch wesentlich höher liegt, als die der Abtriebswelle 6.Die erste Hilfswelle 15, die jeweils zwischen zwei einander entgegengerichteten Tangential· keilen 11 und 12 paraHel zur primären Steuerwelle 7 und zur Abtriebswelle 6 angeordnet ist, trägt ein drehfest aufgekeiltes Rotationsteil 17t welches einen verjüngten Abschnitt 17a aufweist. Auf diesem verjüngten Abschnitt 17a sitzt ein nach Art einer Backenbremse klemmend aufgespanntes Nocken-

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teil IS. Zwischen diesen Nockenteil 10 und dem Abschnitt 17a und damit letztendlich der ersten Hilfsteile 13 besteht somit eine Rutschkupplung. Das Nockenteil 18 ist durch lediglich scheniatisch in Figur 2 angedeutete Rückholfedern 19 und 20 in seiner neutralen Mittelstellung gehalten, in welcher der Auslenknocken nech innen zur Antriebswelle zeigt, d.h. die beiden Tangentialkeile ^ΛΛ und 12 werden durch ihre Rückstellfedern 13 und 14 leicht in die jeweilige Klemmstellung gedrückt. Beim Laufen der oteuerwellc 7 dreht sich die erste Hilfsteile 15 und nimmt über die Rutschkupplung das Nockenteil 18 in der jeweiligen Drehrichtung, entgegen der Rückholfeder 19 bzw. 20, unter Auslenkung eines Tangentialkeils 11 bzw. 12 mit, so daß in dieser Richtung der unrunde Rotationskörper 9 und damit die Abtriebswelle 6 freigegeben wird und sich mitdrehen kann. Durch die höhere Drehzahl der ersten Hilfswelle 15 gegenüber der Drehzahl der Abtriebswelle ist dabei gewährleistet, da2 beim Einsetzen der Trehting der Cteuerwclle 7 über eic Hilfsteile und aas Kockcntcil 13 der jeweilige Tangontialkeil 11 und 12 bereits ausgerückt ist, ehe sich die sehr viel langsamer drehende Abtricbcwelln überhaupt nennenswert in Bewegung gesetzt hat. Dadurch ist in Ilornelfall verhindert, ae.Z der Tan -entialkeil bereits verklenr.it ist, ehe das ihn lösende Mitnahneelcinont v.irksam wird.

Das Nockenteil 18 wird nur soweit in der jeweiligen Drehrichtung der Hilfswclle 15 mitgenommen, bis ein gegenüber seiner axialen ii'rstrcckung verkürzter ochwcnkbegrenzungsanschlag in Form einer überstehenden Nase 21, der in eine gebogene Nut 22 der Anlage-

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stirnfläche 23 gleitet, an dessen Sndbegrenzungsflache 25 anstößt. Die Kraft, um unter weiterer Zurückverschiebung des jeweiligen Tangentialkeils 11 oder 12 durch die Hase 21 das Nockenteil 18 weiterzudrehsn ist größer, als die Klemmkraft der Reibungskupplung, so da3 nach dem Anschlagen der Nase 21 an der Sndbegrenzungsflache 25 das Bockenteil 18 auf dem mit einem Belag 26 versehenen Rotationsteilauschnitt 17a durchrutscht.

Bleibt die primäre Ctsuerwelle infolge eines Bruchs oder eines Ausfalls des Antriebsnotars stehen, so gilt dies auch für die primäre Hilfswelle 15- Danit fehlt clie Auslenkungkraft durch die Rutschkupplung auf das Hoekenteil "53, welches daher durch die Rückholfeder 19 bzw. 20 in seine noutraie Ruhestellung gemäß Figur 2 zurückgeholt wird. Dabei wix'd eier- vorher in die Freigabeatellung zurückgescho-bsne Taros-an-cisCIi^il 11 oder 12 durch seine Feder 13 oder 14 wieder in d~-3 jpr-;/rstellung· bewegt und somit die Antriebswelle, wie gev'A" ;■:>>■>..- noiusntan "blocliiert. Beim Zurückschwenken des Hockenteile 13 Λ^ν-οΐι seino Rückholfeder 19 oder 20 wird das Rotations"eil '7 und die erste Hilfs-V-; all ο 15 mitgenom^sn, da ja nct".;Gndigür;;siGO die Reibungskraft der Rutschkupplung grölor ist ε.ΐπ au Rüol-:holkr?.ft der Feder. Um dabei zu verrr.oidon, de.':- auch noch die primäre Steuarvrelle nitgedrcht werden mul-, was wogen dar hohen Rückuboraetzung ja gar nicht möglich wäre, ist die bereits genannte Fliehkraftkupplung IS vorgesehen, dis bei stillstehen dor· Gteuerwelle 7 " eine Entkupplung zv/icchen dar oteuemvolle und den !.ingangsrad 27 des Getriebes loa bewirkt.

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Koaxial zur ersten Hilfswelle 15 ist in der in den Figuren 2 bis 4 dargestellten ersten Ausführungsform eine zweite Hilfswelle 28 vorgesehen, die über ein nur schematisch angedeutetes Übersetzungsgetrj&e 29 von der Abtriebsv/elle 6 synchron zur ersten Hilfswelle 15 angetrieben wird. Ein drehfest mit der zweiten Hilfswelle verbundenes Lagerteil 30 trägt parallel zu den Hilfswellen 15 und 28 gerichtete Klemmbolzen 31, die durch Federn in Richtung auf das Nockenteil 16 vorgespannt sind, wobei ihre Verschiebung in diese Richtung durch einen Anschlagpunkt 32 und einen Gegenanschlagpunk" 33 sm Lagerteil 30 begrenzt ist. Die Begrenzung ist dabei so gewählt, daß die Klemmbolzen in Ausnehmungen 34 dor Stirnfläche 33 des Nockenwelle sinragen, -;bar nicht ?.n diesem anliegen. Bei airi-u Ge- ::ritbebruch in de™ Getri--.be zwischen der otüuer*.-:elle 7 und der Abtricb3v;elle 6 ändert £i:h die Drehzahl dar Abtri^bswello 6, -,■as w-ioderum zur Folge h-ct, c.a3 die 3;ncbronit^:it clar Umdrehung der beiden Hilfswallon '".^ und Iu verloren gaht. Damit gleiten die Klenirübolzen ;^;'' εν.ι: den Ausnohaungen 3-' heraus und drücken entsprechend dar Kraft ihrer VorGpennfeäarn Z^ "uf die Stirnfläche 35 des Nockenteils 18. Dieses wird ieäu^c-h ;.:it seiner anderen Stirnfläche gegen eine Ringschulter 37 :Iec mit der ersten Hilf εν/ell 3 15 drehfest verbundenen Ro tat ions to ils 17 gedruckt. Die Federkraft :1er Feder 3c ist dabei so ausgewählt, da'3 die dadurch bewirkte Reibungskupplung 2*,'ic:hen dem IToekentcil ^Λ% und der Ringschulter 37 ausreicht, i.e.r,:"/:: f.d:- ?.n der Gegenrnschlagflache 23 anliegende Nase 21 z/^yl jeweiliger. Tangentialkeil 11 bzv;, Id zurückdrückt und das liockenteil

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somit überdreht wird, wobei der die Nase 21 tragende Nockenabschnitt praktisch in die gegenüber der Figur 2 um 180° nach oben versetzte Stellung gelangt. Der vorher in Freigabestellung befindliche Tagentialkeil wird somit durch seine Feder 13 oder 14 wieder in die Sperrstellung gedruckt und damit wird die Abtriebswelle 6 wiederum momentan blockiert. Es ist .selbstverständlich, dsß die Wellen 15 und 28 um 180° einander gegenüberliegend paarweise jeweils vorgesehen sind, um bei der gezeigten paarweisen Anordnung der Tangentialkeile 11 und der Tangentialkeile 12 dafür zu sorgen, daß jeweils beide in einer Richtung v/irksamen Tangentialkeile ausgerückt bzw. wieder blockiert werden.

In der Ausf'Jhrungs.form genül?· den Figuren 2 bis A sind das Planetengetriebe un^f! die Tanfentialkeilsperre in einem Gehüuse untergebracht, was cino in einzelnen nicht dargestellte Abdichtung notwendig macht. Ls ist aber selbstverständlich auch möglich, diese Teile in zwei getrennten Gehäusen unterzubringen. So kann beispielsweise bei bcidseits gelagerten Gteuer- und Abtriebswellen 7 und 6 genäß Figur 5 die Anordnung so getroffen sein, daß im Bereich der einen Lagerstelle das Getriebe zwischen Steuerwelle und Abtriebswelle vorgesehen ist, während die Tangentialkeil-Freilaufsperre und die Hilfswellen für ihre Betätigung im Bereich des anderen Lagerendes vorgesehen sind. Dadurch ist es (vgl. hierzu insbes. Figur 5) möglich, das Antriebsgetriebe und die erfindungsgemäße Gelenksperre in völlig getrennten Gehäusen 38 und 39 unterzubringen.

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Dadurch entfällt die spezielle Abdichtung der Stirnfläche des Gehäuses gegenüber der sie durchsetzenden Hilfswelle 15,wie es bei der einseitigen Lagerung nach den Figuren 2 bis 4 der Fall ist.In gleicher Weise entfällt auch die Notwendigkeit des Vorsehens eines bogenförmigen Schlitzes im Stellglied 5, dessen Zentriwinkel dem gewünschten Verstellwinkel entspricht.

Die Abdichtung der Gehäusestirnfläche läßt sich auch dadurch vermeiden,daß, wie bei der Ausführungsform in Fig. 6 gezeigt ist, wo der Antrieb der ersten Hilfswelle nicht am äußeren Stirnende der Steuerwelle,sondern vom Kugellagerkäfig 43 zwischen Steuerwelle 7 und Abtriebswelle 6 abgeleitet wird.Die Räder 41 und 42 sind durch die gezeigte Stirnklaue in beiden Richtungen gekuppet , wobei der Antrieb für das Rad 41 von der Steuerwelle 7 oder dem Kugelkäfig 43 abgeleitet ist,während das Rad 42 von der Abtriebswelle 6 über ein Zwischengetriebe angetrieben wird. Beide Räder 41 und 42 laufen normalerweise synchron, entsprechend der Tatsache, daß die Antriebswelle und die Abtriebswelle durch ein Getriebe formschlüssig miteinander verbunden sind.

Beim Anlaufen des Rades 41 verdreht sich dieses gegenüber dem Rad 42 und rutscht auf dem Stirnkeil (Klaue) axial heraus, so daß das zunächst gering vorgespannte Federpaket 44 stärker gespannt wird. Die Rückholfedern 19 und 2o für das Keillöser-Nockenteil 18 halten bei stehender Steuerwelle 7 dieses immer in Mittenstellung, ao daß die Tangentialkeile das Gelenk sofort blockieren, da die Vorspannkraft der Federn 19, 2o größer iafc als die des Tellerfederpakets Bei einem Ausfall, d.h. Stillstand der Steuerwelle entspannt eich das Federpaket 44 wieder, das Rad 42 rutecht auf dtr Keilfläch·

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und dreht dabei das Rad in der vorher eingeleiteten Drehrichtung weiter, was aufgrund eines Durchrutschens auf dem Bolzen 46 bzw. durch ein Zahnspiel mit dem Rad 45 ermöglicht wird.Dieses Zahnspiel kann beispielsweise in der Weise vergrößert sein,daß bei einem der Zahnräder 42 und 45 jeweils jeder zweite Zahn weggelassen ist.

Bei gespanntem Federpaket 44 wird durch st»«nseitigen Reibschluß das Nockenteil 18, wie bei der Ausführungsform nach den Figuren 2 bis 4, bis zum Begrenzungsanschlag mitgenommen und löst jeweils den entsprechend dem Drehsinn abzuhebenden Tangentialkeil.Bei Wegfall der Steuerkraft ist der Reibschluß sofort aufgehoben und das Nockenteil geht in Mittelstellung, d.h. es? Tangentialkeil blockiert. Dabei ist es günstig, zwischen d-fsa Nockenteil 18 und der Klauenhohlwelle 55 eine Stirnverzahnung 5Λ vorzusehen,um bei einer Drehung des Rades 41 eine moment ^.υ* _s v-sLl Io: ir.seh^üisi^e, Mitnahme des Nockenteils 18 zu gewährleistet:-.

Am Umfang der Klauenkupplung befinden r>·. '-'ier weiters Nocken 47,48,49,5ο, von denen immer zwei, natalis- ':?, 48 bsw. 49, 5o für die beiden Drehrichtungen so raiteianander korrespondieren, daß sie einerseits etwa als 45°-Anschlag funktionieren und dafür sorgen, daß das synchron mitlaufende Rad 42, wenn es vom Antrieb her nachhinkt, mitgenommen wird (dabei rutscht es auf. den Bolzen 46), andererseits bei einem Bruch innerhalb des Hauptgetriebes zwischen der Steuerwelle 7 und der Abtriebswelle 6 das nun freigewordene Rad 42 mit größerer Kraft(Winddruck auf die Vorflügel) die Nocken 48, 49 überspringt und dabei das

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Federpaket A4 noch weiter spannt, so dai3 der Begrenzungsanschlag des Nockenteils des Tangantialkeil noch weiter ausrückt. Die Verhältnisse liegen dabei genauso, wie es im Zusammenhang mit der Beschreibung der Getr&ebruchsicherung beim ersten Ausführungsbeispiel bereits beschrieben wurde.

In Figur 7 ist ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Gelenksperre dargestellt, bei v/elcher das Nockenteil 18 die Tangentialkeile 11 bzw. 12 nicht direkt, sondern indirekt über eine Steuerplatte 51 und -~ .lieser anliegende Spreizkörper 52 bzw. 53 betätigt. Durch diese indirekte Auslenkung der Tangentialkeile 11 und 12 ergibt sich eine erhebliche K_raftübersetzung, d.h. die von den einrollenden Spreizkörpern 52, 53 auf die Tangentialkeile 11 und 12 übertragenen Kräfte sind erheblich, z.B. um eine ganze Größenordnung, größer als die Stellkraft des Nockenteils 18. Dadurch läßt sich erreichen, daß selbst bei verklemmten Tangentialkeilen (insbes. dem bereits mehrfach angesprochenen Fall des vorübergehenden Anhaltens der Vorflügel während ihres Einfahrens) sicher gelöst werden können.

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Claims

Patentanqrüche:

ί ._}a-,lonlc:o-rrc, üü' ^i ^ L111.-tr.nö cin-.r pri^ren Steuer-.'eile an; el:.? rJUll^lir.vl h^"--:.;^:;, ;,etr:\eKLich r.xt der oteuer- -■:ell2 verbundene * T: tr \ ob.-eile blockiert, insbesondere für .· die ;ütüuer~elen!:c von Vov.ri-:geln rr? Gro^ilu^zeuren, r,~kenn-ζεlehnst durch eine Mit cer /.ctrlebs^ellp (c) verbundene
Tangentialkcil-Fid.l'.u:C.-:.>c;rrc (j-, "C, 'Ί, 12) läit voni^üteno z-.-ci einander ^e^cnäl- „Γπΐε>ιοηαεΓ·, je: til^ in oin^r Drchrichtun__; sperrenden Tangent^!.:;.ll:cili.^ (11, Ί2) und oinom von dor primären it3UGr\;slle rnc-triubwnun, νοι-ζυ.·;·;£Λνθίί;ο r-ls schnell drehende Hilf εν eile (15) ausgebildeten Mitr.c.h-aer:l2aoni-, das je nach der Brt-tirichtung oinc-n Ksillör.er zv/i.sohon den Tangcnti?.lkeilen (11, 12) in eine Frc-inabestellun^ ?.ugrückt.
2. Gelenkspcrre n£ch Anspruch 1, dadurch :.e'-ionngoichnet, da.3
cLiü Abtriebsvrellc (3) ο inen vorz-a;;r.\:eis-.
3 sairtrrlnynuictrischen, unrundon Abschnitt ai.f-.:cif/r., Cn^ nit c.zv zylindrischen Innenwand eines füst^tahenden Gchüusee (-.0) aio FeIl--Bprlta für die einender entce-öe-n^erichtttcn T^n^enticlkeile (11, 12) "bildet.

;":. Gelenksperre nach Anspruch 1 oder 2, dadurch r,skennzc-ichn.·.,■ t, da3 der primären Gteuerv.elle (?) und der Hilfcj-.,cllc (Ii)
ein übersetzungsgetriebe (i6c) derart zv.icchan^sch&ltet
ist, da3 die Drehzahl der Hilfsteile (15) um ein Vielfaches

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BAD ORIGINAL

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größer ist als die des Rotationskörpers (9) der Tangential-Freilaufsperre.
4. Gelenksperre nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurcn gekennzeichnet, daß die Tangentialkeile (11, 12) federnd in Sperrrichtung vorgespannt sind.
5. Gelenksperre nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn-» zeichnet, daß der Keillöser ein, insbesondere von der Hilfswelle (15) über eine F*"¹-"chen- oder Rutschkupplung o.dgl. gegen die Wirkung einer Feder aus einer Mittelstellung unter Mitnahme des einen oder anderen Tangentialkeils (11,12) ausrückbares Stellglied ist.
6. Gelenksperre nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Keillöser ein mit der Hilfswelle (15) gekuppeltes, vorzugsweise mit einem Schwenkbegrenzungsanschlag (21) versehenes Nockenteil (18) ist.
7. Gelenksperre nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der primären Steuerwelle (7) und dem Mitnahmeelement eine, vorzugsweise als Fliehkraftkupplung (16) ausgebildete, bei Ausfallen des Steuerwellenantriebs die Verbindung zwischen diesen Teilen aufhebende Kupplung zwisdengeschaltet ist.

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8. Gelenksperre nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet , daß die Schaltnocke eine Steuerplatte betätigt, die über einrollende Spreizkörper die Tangentialkeile löst.
9. Gelenksperre nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet , daß zwischen dem Rotationskörper (9) der Tangentialkeil-Freilaufsperre und den Tangentialkeilen (11, 12) ein radial verformbarer Gleitring als Keillöser gelagert ist,der mit einer anderen Winkelgeschwindigkeit in der jeweiligen Freilaufrichtung umläuft als der Rotationskörper.
10. Gelenksperre nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Gleitringe jeweils für die Keile einer Sperrichtung vorgesehen sind, die über ein Getriebe derart mit der Steuerwelle verbunden sind, daß jeder Gleitring unabhängig von deren Drehsinn stets

in einer Richtung läuft.
11. Gelenksperre nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Zwischenrad des Getriebes zwischen der
Steuerwelle und der Abtriebswelle pendelnd gelagert ist und
das Lagerpendel als Keillöser zwischen die Tangentialkeile
eingreift.

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12. Gelenkcperre nach einem der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch eine von der Abtriebsv/elle über ein Übersetzungsgetriebe (29) S3mchron mit der ersten Hilfsteile (15) angetriebene und mit dieser derart gekuppelte zweite Hilfsteile (28), daß bei einem Verlust der Synchronität der über die erste Hilfswelle (15) ausgerückte Tangentialkeil (11, 12) zwangsweise in seine Sperrstellung eingerückt wird.
13. Gelenksperre nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplung der Hilfsvrellen (15, 28) so ausgebildet ist, CaZ bei einer relativen Verdrehung äer Hilfcv/ellen (15, 28) gegeneinander das Noclienteil (IG) in eine Freigabestollung überdreht v/irc..
14. Gelenkcperre nach Anspruch 1~, dadurch "ekcnnzcichnst, da5 die zv.^reite Hilfsteile (23) mit c.;cial verschiebbaren Klemmbolzen (J1) vcrcehen ist, eic unter Fedcrvrirkung an einem Anschlag (ZT-) anliegend in Aucnehniunren (Z¹-'-) einer Stirnfläche (Zö) des arial verschiebbaren Hoclienteils (18) einragen, dessen andere otirnfläche an einer Ringschulter (37) der ersten Hilfsteile (15) anliegt.

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