DE2801618C3 - Gelenksperre - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Gelenksperre nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Gelenk- oder Drehsperre zwischen einer getrieblich miteinander verbundenen Antriebswelle und einer Abtriebswelle zu schaffen, die einerseits bei Ausfall der antreibenden Kraft an der Antriebswelle die Abtriebswelle augenblicklich in beiden Drehrichtungen sicher sperrt, andererseits mit Drehbeginn der Antriebswelle die Sperre der Abtriebswelle in der jeweils gewollten Drehrichtung sofort aufhebt, die Gegenrichtung jedoch in Sperrbereitschaft bleibt, wobei es zum Lösen unerheblich ist, ob an der Abtriebswelle ein Lastmoment angreift oder nicht.

Es sind Gelenk- oder Drehsperren bekannt, die in beiden Drehrichtungen wirken, wie die französische PS 71 229 und die deutsche PS 16 25 712 zeigen, jedoch fehlen diesen Vorrichtungen die geeigneten Mittel zur Lösung der Abtriebssperre bei Drehbeginn der Antriebswelle, insbesondere wenn an der Abtriebswelle größere Kräfte wirksam sind, wie sie bei der gestellten Aufgabe bei den steuerbaren Vorflügeln an den Vorderkanten der Großflugzeuge, hervorgerufen durch die hohen Stan und Landegeschwindigkeiten, an der Gelenkachse der Vorflügelverstellung angreifen. Außer diesem speziellen Anwendungsfall liegt es nahe, eine Gelenksperre für den allgemeinen Maschinen- und Fahrzeugbau zu schaffen, die es ermöglicht, einerseits bei Ausfall der Antriebskraft, die Abtriebswelle sofort zu blockieren und andererseits mit Drehbeginn die unter Last stehende Abtriebsweile freizugeben.

Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung bsi einer Gelenksperre für beide Drehrichtungen zwischen einem Antrieb und einem Abtrieb mit keilförmig

ίο ausgebildeten Klemmteilen, die zwischen einer Gehäusewand und dein Abtrieb angeordnet sind, mit einer Lösevorrichtung für die Klemmteile vor, daß die Lösevorrichtung einen mit dem Antrieb verbundenen Keillöser aufweist, der sich einerseits stirnseitig an den

is Klemmteilen und andererseits am Abtriebsteil abstützt, und daß der Keillöser mit dem Antrieb über einen Kraftverstärker gekoppelt ist

In der Folge sei zunächst an Hand des erwähnten Beispieles einer Flugzeugvorflügelsteuerung die Aufgabenstellung dargelegt, wobei die vorgesehenen keilförmigen Klemmteile in Verbindung mit Gehäusewand und Abtrieb praktisch aus zwei gegenläufig sperrenden Tangentialkeil- Freilaufkupplungen bestehen, die in ihrer Verbindung bewirken, daß sich die mit ihnen gekuppelte Welle bzw. die Gelenkachse in keiner Richtung drehen kann. Sollen in dem genannten Anwendungsbeispiel eines Flugzeuges die Vorflügel betätigt werden, d. h. dreht sich die hierfür vorgesehene primäre Sieuer-(Antriebs-)Welle, so wird über den

in Kraftverstärker der Keillöser betätigt, der je nach Drehrichtung den einen oder anderen der Tangentialkeile aus seiner Sperrstellung drückt und somit ein Mitdrehen der Abtriebswelle entsprechend der Steuerwellenbetätigung ermöglicht

Die mit großer Kraft und sicher greifende Gelenksperre läßt sich besonders einfach in der Weise aufbauen, daß die Abtriebswelle einen zentralsymmetrischen unrunden Querschnitt aufweist, der mit der zylindrischen Innenwand eines feststehenden Gehäuses

4ü die Keilspalte für die einander entgegengerichteten Tangentialkeile bildet, die in an sich bekannter Weise federnd in Sperrichtung vorgespannt sind. Dabei versteht es sich von selbst, daß auch eine umgekehrte Ausbildung möglich ist, d. h. zentralsymmetrisch unrunde Ausbildung der Innenwand des feststehenden Gehäuses für einen zylindrischen Rotationskörper. Die zentralsymmetrische Ausbildung des Querschnitts bedeutet dabei, daß für jede Drehrichtung wenigstens zwei einander diametral gegenüberstehende Tangentialkeile vorgesehen sind. Dadurch vermeidet man einseitige Belastungen, indem sich die radial gerichteten Querkräfte aufheben.

Der Keillöser der Lösevorrichtung kann ein von der Hilfswelle über eine Ratschen- oder Rutschkupplung ο. 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 günstig erwiesen, wenn der Keillöser ein mit der Hilfswelle gekoppeltes, mit einem Schwenkbegrenzungsanschlag versehenes Nockenteil ist. Dieses Nockenteil sitzt nach Art einer Backenbremse oder Scheibenbremse klemmend auf der Hilfswelle und wird bei dessen Umdrehung mitgenommen und rückt dann einen der Tangentialkeile aus. Nach einem

h5 bestimmten Schwenkwinkel aber verhindert ein Schwenkbegrenzungsanschlag eine Weiterschwenkung·, der Nocken rutscht nunmher auf der Hilfswelle durch, während er in seiner ausgelenkten Stellung und damit

auch der Tangentialkeil in seiner Freigabestellung verbleibt Die durch die Reibung bewirkte Mitnahmekraft in Drehrichtung muß dabei selbstverständlich so gewählt sein, daß sie die Rückholkraft der das Nockenteil in die neutrale Mittelstellung vorspannenden Feder übersteigt Bleibt nunmehr die über den kraftverstärkten Zahnradtrieb mit der Antriebswelle gekoppelte Hilfswelle aber infolge eines Ausfalles des Antriebes stehen, so wird das Nockenteil durch die Feder augenblicklich in seine Ruhestellung zurückbewegt, was wiederum zur Folge hat daß jetzt der vorher ausgelenkte Tangentialkeil durch die ihn belastende Feder in seine Sperrstellung zurückkehrt Die Abtriebswelle wird in Erfüllung der gestellten Sicherungsaufgabe augenblicklich wieder blockiert

Eine weitere Möglichkeit eine sichere Lösung der Keile zu bewerkstelligen, besteht darin, daß die Schaltnocke (Nockenteil) nicht direkt die Tangentialkei-Ie betätigt sondern indirekt über eine Steuerplatte und an dieser anliegende Spreizkörper das Lösen der Keile erfolgt Durch diese indirekte Auslenkung aer Tangentialkeile ergibt sich eine erhebliche Kraftübersetzung, d.h. die von den einrollenden Spreizkörpern auf die Tangentialkeile übertragenen Kräfte sind erheblich. Dadurch läßt sich erreichen, daß selbst bei verklemmten Tangentialkeilen sicher gelöst werden kann. Ein Verklemmen des Keiles kann bspw. auftreten, wenn die Vorflügel während des Einfahrens vorübergehend angehalten werden. Beim weiteren Einfahren nach dem Anhalten muß der entsprechende Tangentialkeil aus der stark verklemmten Stellung gelöst werden, da er ja während des Anhaltens mit der großen Kraft des Winddruckes belastet war.

Neben dem Ausfall der antreibenden Kraft an der Antriebswelle können — wenn auch in weitaus selteneren Fällen — Störungen dadurch auftreten, daß ein Zahnrad des Getriebes zwischen Steuer-(Antriebs-)Welle 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 Antriebswelle, weiter und würde nicht blockiert werden.

Um auch in diesem Falle eine momentane Sperrung der Vorflügel zu gewährleisten, kann in Weiterbildung der Erfindung eine von der Abtriebsweüe über ein Übersetzungsgetriebe synchron mit der ersten Hilfswelle angetriebene und mit dieser derart gekuppelte zweite Hilfswelle vorgesehen sein, daß sie bei einem Verlust der Synchronität den über die erste Hilfswelle ausgerückten Tangentialkeil zwangsweise in seine Sperrstellung einrückt.

Dies läßt sich in weiterer Ausgestaltung der Erfindung beispielsweise dadurch erreichen, daß die Kopplung der Hilfswellen so ausgebildet ist, daß bei einer relativen Verdrehung der Hilfswellen gegeneinander das den Tangentialkeil auslenkende Nockenglied in eine Freigabestellung überdreht wird, so daß der Tangentialkeil unter der Wirkung seiner Rückholfeder in die Sperrstellung zurückgedrückt wird.

Um dieses Oberdrehen des Nockengliedes in eine der normalen Freigabestellung praktisch um 180° gegenüberliegende Freigabestellung zu bewerkstelligen, kann

lu beispielsweise die zweite Hilfswelle mit axial verschiebbaren Klemmbolzen versehen sein, die unter Federwirkung an einem Anschlag anliegend in Ausnehmungen einer Stirnfläche des axial verschiebbaren Nockenteils einragen, dessen andere Stirnfläche an einer Ringschul-

!S ter der ersten Hilfswelle anliegt. Bei einer Relativverdrehung der beiden Hilfswellen gegeneinander gelangen die Klemmbolzen aus den Ausnehmungen und drücken dabei auf die Stirnfläche des Nockenteils, 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

jo Sperrstellung zurück und blockiert damit sofort die Abtriebswelle.

Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung einiger Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnungen. Dabei zeigt

F i g. 1 eine schematische Darstellung eines Vorflügels und seiner Gelenkverstellung,

F i g. 2 einen Teilquerschnitt durch eine Gelenksperre im Bereich der Tangentialkeil-Freilaufsperre längs der Linie II-II in F i g. 3,

F i g. 3 einen Längsschnitt der Gelenksperre,

F i g. 4 einen Schnitt längs der Linie IV-IV in F i g. 3.
F i g. 5 eine schematische Darstellung der Ausbildung einer Gelenksperre bei zweiseitig gelagerten Steuer-(Antriebs-) und Antriebswellen,

F i g. 6 einen der F i g. 3 entsprechenden Längsschnitt durch eine andere Ausführungsform einer Gelenksperre,

F i g. 7 einen Teilquerschnitt entsprechend F i g. 2 durch eine weitere Ausführungsform einer Gelenksperre bei der die Keillösung indirekt über eine Schaltnocke mittels einrollender Spreizkörper erfolgt.

Die F i g. 1 zeigt einen schematischen Schnitt durch die Vorderkante eines Flugzeug-Tragflügels 1 mit einem Vorderflügel 2. Dieser über Laschen 3 am Tragflügel 1 angelenkte Vorflügel ist über ein Schwenkgestänge 4,5 ein- und ausschwenkbar, wobei der das eigentliche Stellglied bildende Hebelarm 5 mit einer Abtriebswelle 6 verbunden ist, die von einer primären, zentralen Antriebswelle 7 angetrieben wird. Die von einem schnellaufenden Motor mit relativ hoher Drehzahl angetriebene Antriebswelle ist über ein als Planetengetriebe ausgebildetes Untersetzungsgetriebe mit der Abtriebswelle 6 verbunden, weil die Verstellung des Stellgliedes 5 verhältnismäßig langsam erfolgen kann

b5 und andererseits erheblich höhere Verstellkräfte (Drehmomente) erforderlich sind als die kleine Steuerkraft (Drehmoment) des Antriebsmotors der Antriebswelle 7. Beispielsweise muß bei Vorflügeln von Großflugzeugen

28 Ol (518

eine Schwenkbewegung von maximal 150° in ca 15 Sekunden erfolgen, was einer Untersetzung im Planetengetriebe von 250 :1 entspricht. Die Antriebswelle hat danach ca. 100 Umdrehungen zu machen, während die Abtriebswelle eine Schwenkung um 150° vollzieht.

Um bei AusLil der Antriebskraft oder einem Bruch des Getriebes zwischen der Antriebswelle 7 und der Abtriebswelle 6 ein Freiwerden des Gelenkes zu verhindern, was ein gefährliches Flattern des Vorflügels bei der Landung möglich macht, ist eine Gelenksperre an der Abtriebswelle 6 vorgesehen, die in einer ersten Ausführungsform in den F i g. 2 bis 4 dargestellt ist.

Die Abtriebswelle 6 ist in einem umschließenden Gehäuse 10 fest am Flugzeugrumpf gelagert und über ein im einzelnen nicht dargestelltes Planetengetriebe, von dem nur ein Planetenträger 8 in F i g. 3 erkennbar ist, mit der Antriebswelle 7 verbunden, die selbst zentral durch die Abtriebswelle 6 geführt ist, wobei sich — wie vorstehend dargelegt — durch die gewählte Untersetzung des Planetengetriebes die Abtriebswelle 6 wesentlich langsamer, dafür aber mit entsprechend größerer Verstellkraft dreht als die Antriebswelle 7.

Mit der Abtriebswelle 6 ist mit Hilfe einer Keilverbindung ein zentralsymmetrischer unrunder, gemäß F i g. 2 und 4 ovaler, Rotationskörper 9 drehfest gelagert, der zusammen mit dem feststehenden Gehäuse 10 Keilspalte für 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 jeweils in 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 Keil 11 bzw. 12 durch besondere Lösevorrichtungen von außen her ausgerückt werden. Zu diesem Zweck ist in dem in den F i g. 2 bis 4 dargestellten Ausführungsbeispiel eine erste Hilfswelle 15. gelagert im Hebelarm 5 der Abtriebswelle 6, vorgesehen, die über ein eine Fliehkraftkupplung 16 enthaltendes kraftverstärkendes Getriebe 16a von der Antriebswelle 7 angetrieben wird. Die erste Hilfswelle 15, die jeweils zwischen zwei einander entgegengerichteten Tangentialkeilen 11 und 12 parallel zur Antriebswelle 6 angeordnet ist. trägt im Keilbereich ein drehfest aufgekeiltes Rotationsteil 17, welches einen verjüngten Abschnitt 17a aufweist. Auf diesem verjüngten Abschnitt 17a sitzt ein nach Art einer Backenbremse klemmend aufgespanntes, als Keillöser funktionierendes Nockenteil 18. Zwischen diesem Nockenteil 18 und dem Abschnitt 17a und damit letztendlich der ersten Hilfswelle 15 besteht somit eine Rutschkupplung.

Das Nockenteil 18 ist durch in Fig. 2 angedeutete Rückholfedern 19 und 20 in seiner zwanglosen, eingriffsbereiten Mittelstellung gehalten, in welcher der Auslenknocken nach innen zur Antriebswelle zeigt, d. h. die beiden Tangentialkeile 11 und 12 werden allein durch ihre Rückstellfedern 13 und 14 in die jeweilige Klemmstellung gedruckt.

Beim Laufen der Antriebswelle 7 dreht sich die erste Hilfswelle 15 und nimmt über die Rutschkupplung den Keillöser, — Nockenteil 18 — in der jeweiligen Drehrichtung, entgegen der Rückholfeder 19 bzw. 20 unter Auslösen des betreffenden Tangentialkeils 11 bzw. 12 mit, so daß in dieser gesteuerten Richtung der unrunde Rotationskörper 9 und damit die Abtriebswelle 6 mit Hebelarm 5 freigegeben wird und sich mitdrehen kann.

Das Nockenteil 18 wird nur soweit in der jeweiligen Drehrichtung der Hilfswelle 15 mitgenommen, bis ein gegenüber seiner axialen Erstreckung verkürzter Schwenkbegrenzungsanschlag in Form einer überstehenden Nase 21, der in eine gebogene Nut 22 der Anlagestirnfläche 23 gleitet, an dessen Endbegrenzungsfläche 25 anstößt (F i g. 2). Die Kraft, um unter weiterer Zurückverschiebung des jeweiligen Tangentialkeils 1 ί oder 12 durch die Nase 2! das Nockentei! 18 weiterzudrehen, ist größer als die Klemmkraft der Reibungskupplung, so daß nach dem Anschlagen der Nase 21 an der Endbegrenzungsfläche 25 das Nockenteil 18 auf dem mit einem Reibbelag 26 versehenen Rotationsteilabschnitt 17a lose durchrutscht.

Bleibt die Antriebswelle infolge eines Bruchs oder eines Ausfalls des Antriebsmotors stehen, so gilt dies auch für die Hilfswelle 15. Damit fehlt die Auslenkungskraft durch die Rutschkupplung auf das Nockenteil 18, welches daher durch die Rückholfeder 19 bzw. 20 in seine neutrale Ruhestellung gemäß Fi g. 2 zurückgeholt wird. Dabei wird der vorher in die Freigabestellung zurückgeschobene Tangentialkeii 11 oder 12 durch seine Feder 13 oder 14 wieder in die Sperrstellung bewegt und somit die Antriebswelle, wie gewünscht, momentan blockiert.

F i g. 3 zeigt über die in F i g. 2 zentrisch dargelegte Grundanordnung hinaus eine weitere Besonderheit, die Abhilfe bietet für die Besorgnis, daß ein innerer Getriebbruch gerade dann passiert, wenn die Vorflügel in die eingeschwenkte Stellung bewegt werden. Findet ein derartiger Getriebebruch aber statt, während die Vorflügel in die eingeschwenkte Stellung bewegt werden, so bewirken die Fahrtwindkräfte eine Verschwenkung im gleichen Sinne, d. h. die Abtriebswelle läuft in dem gleichen Drehsinn, wenn auch nicht mehr veranlaßt durch die Antriebswelle, weiter und würde nicht blockiert werden. Um auch in diesem Falle eine momentane Sperre der Vorflügel zu gewährleisten. kann eine von der Abtriebswelle über ein Übersetzungsgetriebe synchron mit der ersten Hilfswelle angetriebene und mit dieser derart gekoppelte zweite Hilfswelle 28 vorgesehen sein, daß sie bei einem Verlust der Synchronität den über die erste Hilfswelle 15 ausgerückten Tangentialkeii zwangsweise in seine Sperrstellung einrückt.

Dies läßt sich dadurch erreichen, daß die Kupplung der Hilfswellen 15, 28 so ausgebildet sind, daß bei einer relativen Verdrehung der Hilfswellen gegeneinander das den Tangentialkeii auslenkende Nockenglied in eine Freigabestellung überdreht wird, so daß der Tangentialkeii unter der Wirkung seiner Rückholfeder in die Sperrstellung zurückgedrückt wird.

Um dieses Oberdrehen des Nockengliedes in eine der normalen Freigabestellung praktisch um 180° gegenüberliegende Freigabestellung zu bewerkstelligen, kann die zweite Hilfswelle 28 mit axialverschiebbaren Klemmbolzen 31 versehen sein, die unter der Federwirkung an einem Anschlag anliegend in Ausnehmungen einer Stirnfläche des axial verschiebbaren Nockenteils einragen. dessen andere Stirnfläche an einer Ringschulter der ersten Hilfswelle anliegt. Bei einer Relatiwer-

drehung der beiden Hilfswellen gegeneinander gelangen die Klemmbolzen aus den Ausnehmungen und drücken dabei auf die Stirnfläche des Nockenteils, das dadurch federnd an die genannte Ringschulter angepreßt wird. Koaxial zur ersten Hilfswelle 15 ist in der in ■-, den I" i g. 2 bis 4 dargestellten ersten Ausführungsform eine zweite Hilfswelle 28 vorgesehen, die über ein nur schematisch angedeutetes Übersetzungsgetriebe 29 von der Abtriebswelle 6 synchron zur ersten Hilfswelle 15 angetrieben wird. Ein drehfest mit der zweiten ι ο Hilfswelle verbundenes Lagerteil 30 trägt parallel zu den Hilfswellen 15 und 28 gerichtete Klemmbolzen 31, die durch Federn in Richtung auf das Nockenteil 18 vorgespannt sind, wobei ihre Verschiebung in diese Richtung durch einen Anschlagpunkt 32 und einen is Gcgcnanschlag 33 am Lagerteil 30 begrenzt ist. Die Begrenzung ist dabei so gewählt, daß die Klemmbolzen in Ausnehmungen 34 der Stirnfläche 35 des Nockenteils einragen, aber nicht an diesem anliegen. Bei einem Getriebebruch zwischen der Antriebswelle 7 und der > <i Abtriebswelle 6 ändert sich die Drehzahl der Abtriebswelle 6, was zur Folge hat, daß die Synchronität der Umdrehung der beiden Hilfswellen 15 und 28 verloren geht. Damit gleiten die Klemmbolzen 31 aus den Ausnehmungen 34 heraus und drücken entsprechend :-, der Kraft ihrer Vorspannfedern 36 auf die Stirnfläche 35 des Nockenteils 18. Dieses wird dadurch mit seiner anderen Stirnfläche gegen eine Ringschulter 37 des mit der ersten Hilfswelle 15 drehfest verbundenen Rotationsteils 17 gedrückt. Die Federkraft der Feder 36 ist so dabei so gewählt, daß die dadurch bewirkte Reibungskupplung zwischen dem Nockenteil 18 und der Ringschulter 37 ausreicht, damit die an der Gegenanschlagfläche 25 anliegende Nase 21 den jeweiligen Tangentialkeil 11 bzw. 12 zurückdrückt und das r, Nockenteil somit überdreht wird, wobei der die Nase 21 tragende Nockenabschnitt praktisch in die gegenüber der Fig.2 um 180° nach oben versetzte Stellung gelangt. Der vorher in Freigabestellung befindliche Tangentialkeil wird somit durch seine Feder 13 oder 14 in die Sperrstellung gedrückt, und damit wird die Abtriebswelle 6 wiederum momentan blockiert. Es ist selbstverständlich, daß die Wellen 15 und 28 um 180° einander gegenüberliegend jeweils paarweise vorgesehen sind, um bei der gezeigten paarweisen Anordnung der Tangentialkeile 11 und der Tangentialkeile 12 dafür sorgen, daß jeweils beide in einer Richtung wirksamen Tangentialkeile ausgerückt bzw. wieder blockiert werden.

In der Ausführungsform gemäß den F i g. 2 bis 4 sind das Planetengetriebe und die Tangentialkeilsperre in einem Gehäuse untergebracht, was eine im einzelnen nicht dargestellte Abdichtung im Gehäuse notwendig macht. Es ist aber selbstverständlich auch möglich, diese Teile in zwei getrennten Gehäusen unterzubringen. So kann bei beidseits gelagerten Antriebs- und Abtriebswellen 7 und 6 gemäß Fig.5 die Anordnung so getroffen sein, daß im Bereich der einen Lagerstelle das Getriebe zwischen Antriebswelle und Abtriebswelle vorgesehen ist während die Tangentialkeil-Freilauf- bo sperre und die Hilfswellen für ihre Betätigung im Bereich des anderen Lagerendes vorgesehen sind. Dadurch ist es (vgL hierzu Fig.5) möglich, das Antriebsgetriebe und die Gelenksperre in völlig getrennten Gehäusen 38 und 39 unterzubringen. Dadurch entfällt die spezielle Abdichtung der Stirnfläche des Gehäuses gegenüber der sie durchsetzenden Hilfswelle 15, wie es bei der einseitigen Lagerung nach den F i g. 2 bis 4 der Fall ist.

Die Abdichtung der Gehäusestirnfläche läßt sich auch bei nur in einem Gehäuse untergebrachten Planetengetriebe und der Tangentialkeil-Freilaufsperre dadurch vermeiden, daß, wie bei der Ausführungsform in F i g. 6 gezeigt ist, der kraftverstärkte Antrieb der ersten Hilfswelle nicht am äußeren Stirnende der Antriebswelle 7, sondern vom Kugellagerkäfig 43 zwischen Antriebswelle 7 und Abtriebswelle6 abgeleitet wird.

Die Räder 41 und 42 sind durch die gezeigte Stirnklaue in beiden Richtungen gekoppelt, wobei der Antrieb für das im drehfest mit der Abtriebswelle 6 verbundenen Flansch 5 drehbar gelagerte Rad 41 von der Antriebswelle 7 oder dem Kugelkäfig 43 abgeleitet ist, während das Rad 42 von der Abtriebswelle 6 über ein Zwischengetriebe 45 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 geringfügig gegenüber dem Rad 42 und rutscht auf dem Stirnkeil (Klaue) axial heraus, so daß das zunächst gering vorgespannte Federpaket 44 stärker gespannt und der Keillösernocken 18 sicher mitgenommen wird. Die Rückholfedern 19 und 20 (vgl. Fig.2) für das Keillöser-Nockenteil 18 halten bei stehender Antriebswelle 7 dieses immer in Mittelstellung, so daß die Tangentialkeile das Gelenk sofort blockieren, da die Vorspannkraft der Federn 19, 20 größer ist als die des Tellerfederpaketes 44. Bei einem Ausfall, d. h. Stillstand der Antriebswelle entspannt sich das Federpaket wieder, das Rad 42 rutscht auf der Keilfläche und dreht das Rad dabei 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 in der Weise vergrößert sein, daß bei einem der Zahnräder 42 oder 45 jeweils jeder zweite Zahn weggelassen ist

Bei gespanntem Federpaket 44 wird durch stirnseitigen Reibschluß das Nockenteil 18. wie bei der Ausführungsform nach den Fig.2 bis 4, bis zum Begrenzungsanschlag 21 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. der Tangentialkeil blockiert Zwischen dem Nockenteil 18 und der Kiauenhohlwelle 55 ist eine Stirnverzahnung 54 vorgesehen, um bei einer Drehung des Rades 41 eine momentane, weil formschlüssige Mitnahme des Nockenteils 18 zu gewährleisten.

Am Umfang der Klauenkupplung befinden sich vier weitere Nocken 47, 48, 49, 50, von denen immer zwei, nämlich 47,48 bzw. 49,50 für die beiden Drehrichtungen so miteinander 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 dem Bolzen 46), andererseits bei einem Bruch innerhalb des Hauptgetriebes zwischen der Antriebswelle 7 und der Abtriebsweüe 6 das nun freigewordene Rad 42 mit größerer Kraft (Winddruck auf die Vorflügel) die Nocken 48,49 überspringt und dabei das Federpaket 44 noch weiter spannt so daß der Begrenzungsanschlag 21 des Nockenteils den Tangentialkeil noch weiter ausrückt Die Verhältnisse liegen dabei genau so, wie es im Zusammenhang mit der Beschreibung der Getriebe-

bruchsicherung beim ersten Ausführungsbeispiel bereits beschrieben wurde.

In F i g. 7 ist ein Ausführungsbeispiel einer Gelenksperre dargestellt, bei welcher das Nockenteil 18 die Tangentialkeile II bzw. 12 nicht direkt, sondern indirekt über eine Steuerplatte 51 und an dieser anliegende Spreizkörper 52 bzw. 53 betätigt. Durch diese indirekte Auslenkung der Tangentialkeile U und 12 ergibt sich

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eine erhebliche Kraftübersetzung, d. h. die von den einrollenden Spreizkörpern 52, 53 auf die Tangentialkeile U 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 sicher gelöst werden kann.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Gelenksperre für beide Drehrichtungen zwischen einem Antrieb und einem Abtrieb mit keilförmig ausgebildeten Klemmteilen, die zwischen einer Gehäusewand und dem Abtrieb angeordnet sind, mit einer Lösevorrichtung für die Klemmteile, dadurch gekennzeichnet, daß die Lösevorrichtung einen mit den Antrieb (7) verbundenen Keillöser (18) aufweist, der sich einerseits stirnseitig an den Klemmteilen (11, 12) und andererseits am Abtriebsteil (5,6) abstützt, und daß der Keillöser mit dem Antrieb über einen Kraftverstärker (16a) gekoppelt ist

2. Gelenksperre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Keillöser ein mit einer Hilfswelle (15) gekoppeltes, vorzugsweise mit einem Schwenkbegrenzungsanschlag (21) versehenes Nokkenteil (18) ist.

3. Gelenksperre nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltnocke (18) eine Steuerplatte betätigt, die über einrollende Spreizkörper (52,53) die Tangentialkeile (11,12) löst

4. Gelenksperre nach einem der Ansprüche 1 —3, gekennzeichnet durch eine von der Abtriebswelle (6, 5) über ein Übersetzungsgetriebe (29) synchron mit der ersten Hilfswelle (15) angetriebene und mit dieser derart gekoppelte zweite Hilfswelle (28), daß bei Verlust der Synchronität der über die erste Hilfswelle ausgerückte Klemmteil (11, 12) zwangsweise in seine Sperrstellung eingerückt wird.

5. Gelenksperre nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Hilfswelle (28) mit axial verschiebbaren Klemmbolzen (31) versehen ist, die unter Federwirkung an einem Anschlag (33) anliegend in Ausnehmungen (34) einer Stirnfläche (35) des axial verschiebbaren Nockenteils (18) einragen, dessen andere Stirnfläche an einer Ringschulter (37) der ersten Hilfswelle (15) anliegt.