DE2911341A1

DE2911341A1 - Einziehbare wellenanordnung

Info

Publication number: DE2911341A1
Application number: DE19792911341
Authority: DE
Inventors: James S Schmohe
Original assignee: Sundstrand Corp
Current assignee: Sundstrand Corp
Priority date: 1978-03-31
Filing date: 1979-03-22
Publication date: 1979-10-11
Also published as: JPH0135212B2; GB2017866A; FR2421499B1; SU897119A3; FR2421499A1; IT1115096B; CA1100770A; JPS54134244A; US4195718A; IL56932A; IT7948535A0; GB2017866B

Description

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Sundstrand Corporation Rockford, Illinois 6llol, V.St.A.

Einziehbare Wellenanordnung

Die Erfindung bezieht sich auf eine einziehbare Wellenanordnung, insbesondere eine Konstantdrehzahl-Antriebseinheit mit einziehbarer Wellenanordnung, so daß die Welle einziehbar ist, um ein Positionieren der Antriebseinheit relativ zu einer Befestigung, etwa dem Getriebe des Strahltriebwerks eines Flugzeugs, zu ermöglichen, woraufhin die Antriebsverbindung durch Ausfahren der einziehbaren Welle hergestellt wird.

Eine Konstantdrehzahl-Antriebseinheit wird üblicherweise in Verbindung mit Flugzeugen benutzt, um einen elektrischen Stromerzeuger oder Synchrongenerator unabhängig von der Triebwerksgeschwindigkeit mit gleichmäßiger Drehzahl zu treiben. Hin und wieder muß der Antrieb zum Generator unterbrochen werden, und dies wird durch Vorsehen einer schneilösbaren Kupplung innerhalb der Konstantdrehzahl-Antriebseinheit erreicht. Eine solche schnellösbare Kupplung ist bekannt und kann in verschiedenartiger Weise ausgeführt sein; z. B. erfolgt dabei eine Bewegung einer Hauptantriebswelle in der mechanischen Kraftübertragung (vgl. die US-PS 3 071 227). Andere Ausführungsformen solcher

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Kupplungen umfassen, anstelle einer Bewegung der Antriebswelle, relativ bewegbare lösbare Kupplungselemente,

Beim Verbinden einer Konstantdrehzahl-Antriebseinheit mit einer Antriebsquelle, z. B. dem Getriebe eines Triebwerks, ist es üblich, daß sich eine Antriebswelle oder ein ihr zugeordneter Teil über das Gehäuse der Antriebseinheit hinauserstreckt und in Antriebsverbindung mit einem Teil des Getriebes des Triebwerks gelangt. Dieser Aufbau bringt bei der Montage oder Demontage zwischen Antriebseinheit und Getriebe keine Probleme mit sich, wenn ausreichend Platz vorhanden ist, so daß die Antriebseinheit in eine axial zu der Antriebswelle verlaufende Richtung bewegbar ist. Wenn der verfügbare Platz nicht ausreicht, ergibt sich ein Problem beim Anordnen der Teile in Arbeitslage und beim Herstellen der Antriebsverbindung.

Ferner ist es üblich, die Konstantdrehzahl-Antriebseinheit an einem Antriebsblock am Getriebe zu befestigen, so daß die Teile genau orientiert sind. In manchen Fällen ist es jedoch nicht möglich, diese Befestigungsart anzuwenden, und die Antriebseinheit wird an einer fernen Stelle montiert; infolgedessen kann eine. Fehlausrichtung zwischen den Teilen auftreten, so daß eine gewisse Anpassung an diese Fehlausrichtung in der Kraftübertragung erforderlich ist.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer einziehbaren Wellenanordnung, die in einer Einheit vorgesehen ist, die durch Anschluß an eine Antriebsquelle getrieben wird, wobei die Antriebswelle in der Einheit so angeordnet ist, daß sie längs ihrer Achse eine Justierbewegung ausführen kann.

Insbesondere umfaßt die Antriebswelle ein Antriebsende, das sich über die Einheit hinauserstreckt, und dieses Antriebsende ist in einer drehbaren Befestigung gehaltert, die lösbar an einer Halterung, ζ. B. dem Gehäuse der Antriebsquelle, befestigbar ist.

Eine etwaige Fehlausrichtung wird dadurch, ausgeglichen, daß die Antriebswelle zwei Paare von balligen Keilverbindungen aufweist, und die Antriebswelle ist rohrförmig mit einem in sie ragenden Ölrohr zur Zufuhr von unter Druck stehendem Schmieröl zu den Keilverbindungen zum Schmieren derselben. Ein ringförmiges elastisches Organ, etwa ein rohrförmiger Balg, umschließt das freiliegende Antriebsende der Antriebswelle und schließt das durch die Keilverbindungen strömende Schmieröl ein.

Insbesondere verbindet die einziehbare Wellenanordnung eine Konstantdrehzahl-Antriebseinheit und das Getriebe eines Triebwerks. Die Antriebseinheit hat eine Antriebsachse, und das Getriebe hat eine Abtriebsachse, und die Antriebseinheit wird quer zu diesen Achsen bewegt, um sie in Ausrichtung zu bringen. Die einziehbare Wellenanordnung umfaßt eine um die Antriebsachse umlaufende Antriebswelle mit einem Antriebsende, das über das Gehäuse der Einheit vorsteht zur Antriebsverbindung mit einer Abtriebswelle des Getriebes, Befestigungsteile innerhalb der Einheit, die die Antriebswelle so haltern, daß sie längs der Antriebsachse eine Justierbewegung ausführen kann, ein Lager, in dem das Antriebsende der Antriebswelle drehbar gelagert ist und das eine rohrförmige Ausnehmung aufweist, in der das Antriebsende aufnehmbar ist, das zur Ausführung der Justierbewegung ortsfest in dem lager gehaltert ist, und Elemente zum lösbaren Befestigen des Lagers an dem Getriebe.

Durch die Erfindung wird also eine einziehbare Wellenänordnung zum Verbinden einer Einheit, etwa einer Konstantdrehzahl-Antriebseinheit, mit einer Antriebsquelle, etwa einem Getriebe eines Triebwerks, angegeben, wobei die Antriebseinheit eine Antriebsachse und das Getriebe eine Abtriebsachse aufweisen und die Einheit quer zu diesen Achsen verschiebbar ist, um sie in Ausrichtung miteinander zu bringen. Eine die Antriebsachse bildende Antriebswelle, die in der Einheit angeordnet ist, weist ein Antrieb sende auf, das sich über die Einheit hinauserstreckt

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und in Antriebsverbindung mit einer Abtriebswelle des Getriebes bringbar ist. Die Antriebswelle ist so montiert, daß sie längs der Antriebsachse eine Justierbewegung ausführen kann, so daß die Antriebsachse also während der Querbewegung eingezogen ist und anschließend ausgefahren wird. Eine drehbare Befestigung, die von der Antriebseinheit unabhängig ist, haltert das Antriebsende der Antriebswelle und wird damit unverdrehbar gehalten, so daß sie sich mit der Antriebswelle während deren Justierbewegung bewegt, und die drehbare Befestigung ist mit dem Getriebe lösbar so verbindbar, daß sie ortsunveränderlich daran gehalten ist»

Anhand der Zeichnung wird die Erfindung beispielsweise näher erläutert. Es zeigen:

Pig. 1 eine Teil-Perspektivansicht einer Konstantdrehzahl-Antriebseinheit in Verbindung mit dem Getriebe eines Strahltriebwerks, wobei die Einheit in eingezogener Strichlinienlage dargestellt ist;

Pig. 2 eine Teil-Schnittansicht der Anordnung nach Fig. 1, zentral durch die Antriebswelle der Konstantdrehzahl -Antriebseinheit; und

Fig. 3 eine der Fig. 2 ähnliche Ansicht, wobei die Antrieb swelle eingezogen ist.

Ein Strahltriebwerk (nicht gezeigt) umfaßt ein Getriebe 10 und bildet eine Antriebsquelle zum Treiben einer Konstantdrehzahl-Antriebs einheit 11, die mit dem Getriebe in geeigneter Weise, z. B. durch die Befestigungsvorrichtung nach Fig. 1 verbunden ist. Die Befestigungsvorrichtung umfaßt eine am Strahltriebwerk gehalterte Platte 12, die zwei Befestigungsbolzen 15 und 16 aufnimmt, die rohrförmige Hülsen 17 und 18, die im Gehäuse 19 der Konstantdrehzahl-Antriebseinheit ausgebildet sind, durchsetzen und in Öffnungen in der Platte 12 geschraubt sind.

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Das Getriebe 10 und die Befestigungsplatte 12 sind in solcher Weist festgelegt und beabstandet, daß die Montage der Antriebseinheit 11 an dem Getriebe mit Kraftübertragungsanschluß durch eine Bewegung der Antriebseinheit in Längsrichtung ihrer Antriebswelle nicht möglich ist. Wie aus Fig. 1 hervorgeht, wird die Antriebseinheit durch eine Bewegung in Richtung der Pfeile 20 am Getriebe montiert und davon gelöst. Dies ist eine Bewegung, die quer zu den An- und AbtriebSachsen verläuft, die noch erläutert werden. Dadurch ist die Antriebseinheit zwischen der Montagestellung (vgl. Vollinien in Fig. 1) und einer Stellung vor der Montage bzw. nach der Demontage (vgl. Strichlinien in Fig. 1) bewegbar.

Der Aufbau ist in den Fig. 2 und 3 in Einzelheiten gezeigt. Das Getriebe 10 hat ein Gehäuse 25, in dem drehbar eine Antriebswelle 26 durch nicht gezeigte Halterungen im Gehäuse gelagert ist; diese Abtriebswelle hat eine Umlaufachse, die eine Abtriebsachse für das Getriebe ist.

Die Konstantdrehzahl-Antriebseinheit 11 umfaßt eine rohrförmige Antriebswelle 30, ein inneres Ende 31 'und ein Antriebsende Die Rotationsachse der Antriebswelle 30 bildet eine Antriebsachse.

Bei der montierten Anordnung nach Fig. 2 ist die Antriebswelle 30 wirksam mit der Abtriebswelle 26 durch ein Verbindungsstück 35 verbunden, das eine Ausnehmung zur Aufnahme des Antriebsendes 32 der Antriebswelle hat. Ferner v/eist das Verbindungsstück einen Abschnitt 37 auf, der in einer Ausnehmung der Abtriebswelle 26 sitzt und mit dieser mittels einer Keilverbindung 38, die außen am Verbindungsstück und in der Ausnehmung der Abtriebswelle 26 ausgebildet ist, in Antriebsverbindung steht.

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Die Antriebsachse der Antriebseinheit 11 koinzidiert mit der Abtriebsachse des Getriebes 10. Da die Bewegung der Antriebseinheit 11 bei der Montage in Richtung des Pfeils 20 erfolgt, ist ersichtlich, daß in der normal ausgefahrenen Stellung der Antriebswelle 30 diese und das Getriebegehäuse 25 einander stören würden. Aus diesem Grund ist die Antriebswelle 30 in die Stellung nach J?ig. 3 einziehbar, so daß während der Montage und Demontage diese gegenseitige Störung vermieden wird.

Die Konstantdrehzahl-Antriebseinheit 11 v/eist eine Kraftübertragung auf, die die Rotation vom Getriebe zu Hydraulikkomponenten (nicht gezeigt) der Antriebseinheit überträgt. Eine Vorrichtung dieser allgemeinen Art ist in der US-PD 3 187 868 angegeben. Die Rotation der Antriebswelle 30 wird auf ein Rohr 40 übertragen, das im Gehäuse der Einheit drehbar in einem Radiallager 4-1 angeordnet ist. Dieses Rohr 4-0 ist mit einer Buchse 42 einer schnellösbaren Kupplungsvorrichtung mittels einer schaltbaren Kupplung 43 verbunden. Bei eingerückter Kupplung wird der Antrieb der Buchse 42 auf ein rohrförmiges Antriebselement 44 übertragen, das im Gehäuse 19 in Lagern 45 und 46 drehbar gelagert ist. Dieses rohrförmige Antriebselement weist eine Außenverzahnung 47 auf, die mit einem Zahnrad 48 kämmt.

Die schnellösbare Kupplungsvorrichtung ist von bekanntem Aufbau (vgl. z. B. die US-PS 3 365 981, Fig. 3B). Eine andere Ausführungsform einer solchen Kupplungsvorrichtung ist in der US-PS 4 042 088 angegeben. Eine Kolbeneinheit mit einem Kolben 50, der an seinem Innenende eine Verzahnung aufweist, wird z. B. durch einen. Elektromagnet nach innen zur Buchse 42 bewegt und kämmt mit einer Verzahnung 51, die an der Buchsenaußenseite ausgebildet ist. Bei einer solchen Verbindung bewirkt die fortgesetzte Rotation der Buchse 42 eine Bewegung der Buchse nach rechts (in Fig. 2), und zwar aufgrund der schraubenförmigen Anordnung der ineinandergreifenden Verzahnung am Kolben und an der Buchse, so daß die schaltbare Kupplung 43 ausgerückt und da-

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mit die Kraftübertragung unterbrochen wird. Diese Bewegung der Buchse 42 erfolgt gegen die Kraft einer Feder 52, so daß beim Zurückziehen des Kolbens 50 die Feder 52 die Buchse nach links in Wiedereingriff mit der Kupplung 43 zurückführt.

Das im Radiallager 41 gelagerte Rohr 40 steht mit dem inneren Ende 31 der Antriebswelle in Antriebsverbindung durch eine ballige Keilverbindung 55, die diese Teile miteinander in Antrieb sverbindung festlegt, während sie eine längsbewegung der Antriebswelle relativ zum Rohr sowie eine gewisse Schwingbewegung zum Ausgleich von Fehlausrichtungen zwischen der Einheit 11 und dem Getriebe 10 ermöglicht.

Eine weitere ballige Keilverbindung 60 ist zwischen dem Antriebsende 32 der Welle 30 und dem Verbindungsstück 35 vorgesehen, so daß die balligen Keilverbindungen 55 und 60 eine gute Antrieb sverbindung auch bei einer Fehlausrichtung zwischen der Konstantdrehzahl-Antriebseinheit 11 und dem Getriebe 10 sicherstellen.

Die Antriebswelle 30 ist an dem Verbindungsstück 35 für eine gleichzeitige Verstell- oder Justierbewegung durch einen elastischen Ring 60a gehalten.

Das Verbindungsstück 35 und damit das Antriebsende 32 der Welle laufen in einem Lager 61 um, dessen innerer Laufring auf dem Verbindungsstück 35 sitzt und dessen äußerer Laufring an einem Befestigungsteil 62 gehaltert ist, der im wesentlichen die Form einer Platte mit einer zentralen Ringöffnung für das Lager hat.

Ferner ist zwischen der Befestigungsplatte 62 und dem Verbindungsstück 35 eine ringförmige Öldichtung 63 festgelegt, die den noch zu erläuternden Ölstrom steuert.

Im montierten Zustand ist die Befestigungsplatte 62 relativ zum Getriebegehäuse 25 durch einen oder mehrere Positionierstifte 70 positioniert und am Getriebegehäuse mit einem oder

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mehreren Befestigungsbolzen 71 gesichert, die Öffnungen in der Befestigungsplatte durchsetzen und in Gewindeöffnungen in der Gehäusewandung eintreten.

Nach Fig. 3 ist die Befestigungsplatte 62 vom Getriebegehäuse 25 gelöst, so daß die Antriebswelle 30 einziehbar und die Befestigungsplatte nach links vom Gehäuse 19 der Antriebseinheit 11 bewegbar ist. Diese Bewegung wird durch die ballige Keilverbindung 55 ermöglicht. Bei eingezogener Welle (vgl. Pig. 3) ist die Einheit 11 dann aus der Strichlinienposition nach Pig. 1 in die Vollinienposition bewegbar, die Antriebswelle ist aussiehbar, und die Einheit kann relativ zum Triebwerk befestigt werden. Bei ausgezogener Antriebswelle bewegt sich das Verbindungsstück 35 in Verbindung mit der Abtriebswelle 26 des Getriebes, und die Befestigungsplatte 62 wird in Anlage am Getriebegehäuse gebracht und daran festgelegt, so daß sie eine ortsfeste Halterung für das Lager des Antriebswnedes 32 der Welle 30 bildet.

Die balligen Keilverbindungen 55 und 60 benötigen eine Schmierung. Diese erfolgt durch ein Ölzufuhrrohr 80, das in die ringförmige Antriebswelle an deren innerem Ende 31 ragt und dem Innenraum der Antriebswelle unter Druck stehendes Schmieröl zuführt. Das öl strömt durch die Antriebswelle zu deren Antriebsende und wird durch Ölkanäle in Form von Nuten 81 am Ende der Antriebswelle in die Ausnehmung des Verbindungsstücks 35 geschleudert, so daß es durch die ballige Keilverbindung 60 strömt. Der Dichtungsring 63 dient dazu, diesen Ölstrom zu begrenzen. Das freie Antriebsende 32 der Antriebswelle ist ferner von einem rohrartigen elastischen Verschlußstück 85 in Form eines Balgs aus einem ölfesten Werkstoff umschlossen. Ein Ende des Verschlußstücks 85 ist mit einem Ring 86 verbunden, der mit Befestigungselementen 86a an einem Lagerstützteil 87 der Einheit befestigt ist. Das entgegengesetzte Ende des Verschlußstücks ist an einem Ring 88 befestigt, der an' der Befestigungsplatte 62 durch Gewindeelemente 89 gesichert ist. Durch diese

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Begrenzung bzw. diesen Einschluß des Schmieröls kann dieses durch in der Einheit ausgebildete geeignete Kanäle strömen und wird daran gehindert, in den das Getriebe und die Einheit 11 umgebenden Bereich geschleudert zu werden.

Ferner kann Schmieröl durch eine Bohrung 90 in der Wandung der Antriebswelle strömen und am offenen Ende des inneren Endes 31 ausströmen, so daß die ballige Keilverbindung 55 geschmiert wird.

Mit dem erläuterten Aufbau ist es möglich, eine Einheit wie die Konstantdrehzahl-Antriebseinheit mit einem Antriebsaggregat dadurch zu verbinden, daß die Einheit relativ zu den Antriebsachsen der Einheit und des Aggregats in Querrichtung bewegt wird, wobei die Antriebswelle der Einheit in einfacher Weise zwischen einer ausgefahrenen und einer eingezogenen Stellung verschiebbar ist. Diese Bewegung erfolgt nur durch Verschieben der Antriebswelle relativ zu dem Rohr 40 durch eine Relativbewegung der zwischen beiden vorhandenen Keilverbindung 55, ohne daß irgendeine große Kraft, z, B. eine Feder, der Längsjustierbewegung der Antriebswelle entgegenwirkt, Perner ist ein Betrieb auch bei einer gewissen Fehlausrichtung möglich, und zwar aufgrund der balligen Keilverbindungen 55 und 60, die an entgegengesetzten Enden der Antriebswelle 30 vorgesehen sind und deren notwendige Schmierung durch Schmierölzufuhr erfolgt. Ein Entweichen von Schmieröl wird durch den Balg 85 aus einem ölfesten Werkstoff verhindert, der das Antriebsende der Antriebswelle umgibt und bewirkt, daß Schmieröl in das Innere des Gehäuses 19 der Antriebseinheit 11 zurückkehrt.

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Leerseite

Claims

Ansprüche

1. Einziehbare Wellenanordnung zum Verbinden einer Konstantdrehzahl-Antrieb seinheit mit einem Getriebe eines Triebwerks, wobei die Antriebseinheit ein Gehäuse und eine Antriebsachse und das Getriebe eine Abtriebsachse aufweisen und die Antriebseinheit quer zu diesen Achsen bewegbar ist, um sie in Ausrichtung zu bringen, mit einer um die Antriebsachse umlaufenden Antriebswelle, die in der Antriebseinheit gehaltert ist und ein über die Einheit hinausragendes Antriebsende zur Antriebsverbindung mit einer Abtriebswelle des Getriebes aufweist, und mit im Gehäuse der Antriebseinheit angeordneten Befestigungselementen zum Haltern der Antriebswelle derart, daß sie zum Justieren längs der Antriebsachse bewegbar ist,

gekennzeichnet durch

außerhalb des Gehäuses (19) der Antriebseinheit (11) angeordnete Befestigungsteile (61, 62), die das Antriebsende (32) der Antriebswelle (30) drehbar haltern und für eine Relativbewegung zum Gehäuse (19) bei der Justierbewegung der Antriebswelle (30) in fester Verbindung mit dieser gehalten sind, und

Elemente (70, 71) zum lösbaren Haltern der drehbaren Befestigungsteile (61, 62) in starrer Verbindung mit dem Getriebe (10).

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2. Wellenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Abtriebswelle (26) und der Antriebswelle (30) ein beide verbindendes Antriebselement (35) angeordnet und drehbar in den drehbaren Befestxgungsteilen (61, 62) gelagert ist.

3. Wellenanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das verbindende Antriebselement (35) aufweist: eine Ausnehmung zur Aufnahme des Antriebsendes (32) der Antriebswelle (30), eine ballige Keilverbindung (60) zwischen dem Antriebsende (32) und dem Antriebselement (35), und eine Halterung (38), die das Antriebsende (32) in der Ausnehmung haltert,

4. Wellenanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebswelle (30) rohrförmig ist, daß ein ölzufuhrrohr (80) in die Antriebswelle (30) ragt und unter Druck stehendes Schmieröl zuführt, und daß ein Schmierölkanal (81) nahe dem Antriebsende (32) der Antriebswelle (30) ausgebildet ist, so daß Schmieröl durch diesen in die Ausnehmung strömen und die Keilverbindung (60) schmieren kann.

5. Wellenanordnung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch

ein rohrartiges dehnbares Verschluß stück (85), das das Antriebsende (32) umschließt und zwischen der Konstantdrehzahl-Antriebseinheit (11) und den drehbaren Befestxgungsteilen (61, 62) angeordnet ist und das Schmieröl einschließt.

6. Wellenanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Verschluß stück ein Balg (85) aus ölf estern Werkstoff ist.

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7. Wellenanordnung nach Anspruch 6,
gekennzeichnet durch

eine in der Antriebseinheit (11) angeordnete und der Antriebswelle (30) zugeordnete sehne!lösbare Kupplungsvorrichtung (50, 42, 43).

8. Wellenanordnung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,

daß in der Antriebseinheit (ll) eine Kraftübertragung mit einer schnellösbaren Kupplungsvorrichtung angeordnet ist, die aufweist: ein offenendiges Rohr (40), das in der Antriebseinheit (I]) drehbar angeordnet ist, wobei sich die Antriebswelle (30) in das Rohr (40) erstreckt, und eine Keilverbindung (55), die die Antriebswelle (30) und das Rohr (40) drehbar verbindet und gleichzeitig eine relative Längsverschiebung zwischen beiden während der Justierbewegung der Antriebswelle (30) erlaubt.

9. Wellenanordnung nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet,

daß die Antriebswelle (30) rohrförmig ist und an beiden Enden Keilverbindungen (55, 60) aufweist, und daß sich ein Schmierölrohr (80) in die Antriebswelle (30) erstreckt und den Keilverbindungen (55, 60) Schmieröl zuführt.

10. Wellenanordnung nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet,

daß der drehbare Befestigungsteil eine Platte (62) mit einer Mittenöffnung ist, in der ein Lager (61) für das Antriebsende (32) der Antriebswelle (30) angeordnet ist, und daß zwischen der Antriebseinheit (ll) und der Befestigungsplatte (62) ein Balg (85) angeordnet ist und den aus der Antriebseinheit (11) vorspringenden Abschnitt der Antriebswelle (30) umschließt.

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