DE3783260T2 - Rotationsuebertragungseinheit. - Google Patents

Description

• Diese Erfindung betrifft eine Rotationsübertragungseinheit und insbesondere eine Rotationsübertragungseinheit, die bei Flugzeugen verwendbar ist.
• Bei einem bekannten Typ einer Rotationsübertragungseinheit, wie sie in der GB-A-21 36 526 offenbart ist, wird der auf die Eingangswelle ausgeübte Antrieb von der Eingangswelle auf die Ausgangswelle mittels einer Kugel-Rampenplatten- Anordnung übertragen. Die Probleme, die bei dieser Art von Anordnung auftreten, rühren von Relativbewegungen zwischen der Eingangsrampenplatte und der Ausgangsrampenplatte her, da dies ein der Ausgangsrampenplatte zugeordnetes Bremsmittel einrückt.
• Wein diese Art von Einheit unter Last angetrieben wird (gestützter Antrieb), so neigen die Eingangsrampenplatte und die Ausgangsrampenplatte dazu, sich relativ zueinander zu bewegen. Dies wiederum bewirkt, daß das Bremsmittel in kontinuierlicher Weise eingerückt und wieder gelöst wird. Das effektive Ergebnis dieses Verhaltens ist, daß das Bremsmittel verriegelt und entriegelt wird, was zu einem ratterförmigen Antrieb führt.
• Der ratterförmige Antrieb kann zu einem vorzeitigen Ausfall der Übertragungseinheit führen, da die Ermüdung in wichtigen Bauteilen verstärkt wird. Im Hinblick auf die lebenswichtige Aufgabe, die diese Übertragungseinheiten bei Flugzeugen erfüllen, bedeutet dies, daß die Anlage regelmäßig überprüft und überholt werden muß.
• Gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine Rotationsübertragungseinheit versehen mit einer Eingangsrampenplatte, einer Ausgangsrampenplatte, einer Anzahl verstellbarer Elemente, die zwischen die Rampenplatten zwischengeschaltet sind, Bremsmitteln, die als Folge einer Relativbewegung zwischen den Rampenplatten ein Drehmoment auf die Ausgangsrampenplatte ausüben, dadurch gekennzeichnet, daß eine Anhaltevorrichtung vorgesehen ist, die ein Drehmoment auf die Eingangsplatte ausübt, um im Betrieb ein kontinuierliches Drehmoment auf die Eingangsrampenplatte auszuüben und dadurch Fluktuationen in der Ausgangsleistung der Einheit zu dämpfen.
• Das Ausüben eines kontinuierlichen Drehmomentes auf die Eingangsrampenplatte bedeutet, daß während des gestützten Antriebs Relativbeschleunigungen der Ausgangsrampenplatte gedämpft werden. Infolge neigt die Ausgangsrampenplatte dazu, der Eingangsrampenplatte dichter zu folgen, was wiederum bedeutet, daß der ratterförmige Antrieb ausgemerzt oder zumindest auf einen lediglich riffelförmigen Effekt reduziert ist.
• Normalerweise wird die Übertragungseinheit von einem Antriebsglied angetrieben, das so angeordnet und ausgebildet ist, daß der Antrieb gleichzeitig auf sowohl die Eingangsrampenplatte wie auch Ausgangsrampenplatte übertragen wird. Vorzugsweise ist das Antriebsglied so angeordnet, daß es zwischen der Eingangs- und Ausgangsplatte zwischengeschaltet ist.
• Bei einer typischen Anordnung besitzt das Antriebsglied drei gleichmäßig beabstandete Arme, von denen jeder einen Mitnehmer aufweist. Der Mitnehmer kann so geformt sein, daß er mit einem Schlitz in jeder der Eingangs- und Ausgangsrampenplatte in Antriebsberührung steht, so daß der Antrieb gleichzeitig sowohl auf die Eingangsrampenplatte wie auch die Ausgangsrampenplatte übertragen werden kann.
• Ferner können das Antriebsglied und die verstellbaren Elemente so ausgebildet sein, daß die Mitnehmer und die Elemente im wesentlichen in der gleichen Ebene liegen, wobei jedes verstellbares Element zwischen zwei Mitnehmern angeordnet ist und umgekehrt. Bei dieser Art von Anordnung des Antriebsgliedes gibt es in der Tat eine gleiche Anzahl von Mitnehmern und verstellbaren Elementen.
• Die Schlitze, die in der Eingangsrampenplatte und Ausgangsrampenplatte vorgesehen sind, sind für den Eingriff mit den Mitnehmern vorgesehen. Diese Schlitze haben solche Abmessungen, daß ein kleiner Betrag einer Relativbewegung mit dem Mitnehmer möglich ist. Der Betrag dieser Bewegung ist durch die mechanischen Abmessungen der dem Antriebsglied zugeordneten Bauteile der Vorrichtung begrenzt.
• Die Positionsbeziehung zwischen dem Antriebsglied, den verstellbaren Elementen und der Eingangs- und Ausgangsrampenplatte hilft mit, bei normalem Abtriebsbetrieb mit einer effektiven Übertragung des Antriebs von der Eingangswelle auf die Ausgangswelle zu bilden, während eine Übertragung des Antriebs von der Ausgangswelle auf die Eingangswelle unterbunden wird.
• Die Anhaltevorrichtung ist vorzugsweise eine Lamellenbremse und besonders bevorzugt eine Einlamellenbremse. Die Bremslamelle bzw. -lamellen sind zwischen zwei Reiblamellen angeordnet, deren zusammenwirkende Flächen mit einem Belag aus Bremsmaterial versehen sind.
• Das Bremsmittel ist vorzugsweise eine Mehrlamellenbremse, wobei jede Lamelle zwischen zwei Reiblamellen angeordnet ist. Die zusammenwirkenden Flächen sind wiederum mit einem Belag aus Bremsmaterial versehen.
• Die verstellbaren Elemente können irgendein Element oder Elemente sein, die symmetrisch bezüglich ihres Zugangs sind und die nicht am Rollen gehindert werden, beispielsweise eine Rollen- oder Kugelform. Die verstellbaren Elemente sind vorzugsweise Kugellager.
• Die Anhaltevorrichtung ist mit Mitteln versehen, die es erlauben, eine kontinuierliche und möglicherweise konstante Momentenkraft auf die Bremsplatte auszuüben. Diese Kraft ist vorzugsweise nicht groß genug, um eine Drehung der Eingangswelle zu unterbinden, jedoch groß genug, um Fluktuationen des auf die Eingangswelle ausgeübten Antriebs zu dämpfen.
• Der Erfindung wird nun beispielsweise unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben; in diesen ist
• Fig. 1 eine Querschnittsansicht einer Rotationsübertragungseinheit gemäß der Erfindung;
• Fig. 2 eine schematische Darstellung der Eingangsrampenplatte, Ausgangsrampenplatte und des verstellbaren Elementes der Rotationsübertragungseinheit der Fig. 1 im Antriebszustand; und
• Fig. 3 eine schematische Darstellung der Vorrichtung der Fig. 2 im Bremszustand.
• Es wird auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen. Eine Übertragungseinheit ist in einem Gehäuse 10 untergebracht und umfaßt eine Eingangswelle 11 und eine Ausgangswelle 12.
• Die Eingangswelle 11 verläuft durch eine Öffnung 14 im Gehäuse 10 und ist mit einem Antriebsglied 13 treibend verbunden: die Welle 11 verbindet in der Tat die Übertragungseinheit mit dem Antrieb eines Motors (nicht gezeigt). Das Antriebsglied 13 steht mit der Eingangswelle 11 in Eingriff und ist mit einer Lageranordnung 15 versehen, die Laufbahnen 16 und 17 sowie Kugellager 18 aufweist, um eine freie Drehung des Antriebsgliedes 13 sicherzustellen.
• Das Antriebsglied 13 ist mit drei gleichmäßig beabstandeten Mitnehmern 19 versehen, die sich von dort nach außen erstrecken. Die Mitnehmer 19 sind in Freiraum-Schlitzen 20, 21 einer Ausgangsrampenplatte 22 bzw. einer Eingangsrampenplatte 23 untergebracht. Die Ausgangsrampenplatte und die Eingangsrampenplatte in Verbindung mit den in den Nuten 24, 25 der entsprechenden Rampenplatte untergebrachten drei Kugellager 26 bilden eine Kugel-Rampen-Betätigungseinrichtung.
• Die Kugellager 26 und die Mitnehmer 19 sind normalerweise um die Eingangswelle 11 herum in Umfangsrichtung angeordnet.
• Die Eingangsrampenplatte 23 ist mit einer Anhaltevorrichtung 27 versehen, die ein vorgegebenes Schleppmoment auf die Rampenplatte 23 ausübt, um die Bewegung der Eingangsrampenplatte zu behindern.
• Die Anhaltevorrichtung 27 besitzt einen Umfangsring 32, in dem sechs Federn 28 und zwei Schrauben 33 untergebracht sind, eine Drucklamelle 29, die in Umfangsrichtung verläuft und mittels Leisten 30 mit der Eingangsrampenplatte 23 in Antriebsverbindung steht, sowie zwei Bremslamellen 34b, die sich in Umfangsrichtung um die Eingangsrampenplatte herum erstrecken. Die Drucklamelle ist zwischen den Bremslamellen 34 angeordnet und zwischen den zusammenwirkenden Flächen der Drucklamelle 29 und der Bremslamelle 34b ist eine Schicht 34a aus Bremsmaterial angeordnet.
• Die Lageranordnung 15 wird in ihrer Position zwischen der Eingangsrampenplatte 23 und dem Ring 32 gehalten durch eine Schalter 35 an der Eingangsrampenplatte 23, eine Verlängerung 36 am Ring 32, eine Hülse 37, die die Eingangsrampenplatte 23 an einem Punkt nahe der Öffnung 14 im Gehäuse 10 in Umfangsrichtung umgibt und einen Vorsprung 38, der sich von der Gehäuse-Oberseite 39 nach unten erstreckt.
• Die Lageranordnung hat die Wirkung, daß sie eine Dichtung 40 zwischen der Hülse 37, dem Vorsprung 38 und der Oberseite 39 in Position hält. Diese Dichtung 40 verhindert das Entweichen von im Gehäuse 10 enthaltenem Öl über die Öffnung 14.
• Die Eingangswelle L1 verläuft durch eine Durchgangsbohrung 41 in der Ausgangswelle 12 und berührt nicht diese Welle 12.
• Die Eingangswelle 11 steht in Antriebsverbindung mit einem Übertragungsglied 42, die Teil des angetriebenen Gerätes oder ein getrenntes Bauteil sein kann, das vorgesehen ist, um die Funktion der Antriebsübertragung zu erfüllen. Das Antriebsglied 42 steht in Antriebsverbindung mit der Ausgangswelle und liegt an einer Schulter 43 der Ausgangswelle 12 an.
• Der Antrieb von der Eingangswelle 11 wird daher auf dem folgenden Weg übertragen, und zwar von der Eingangswelle auf das Übertragungsglied 42 auf die Ausgangswelle.
• Um eine zu große Bewegung der Eingangswelle und der Ausgangswelle relativ zueinander zu verhindern, ist ein metallisches Federglied 53 in einer metallischen Nut 52 in der Eingangswelle untergebracht. Ferner ist ein metallisches Federglied 44 zwischen dem Glied 42 und der Ausgangswelle 42 angebracht, um die gleiche Funktion zu erfüllen.
• Um zu verhindern, daß Strömungsmittel, z. B. Öl, über die Zwischenflächen zwischen den Rampenplatten 22, 23 in die von der Ausgangswelle und der Eingangswelle definierten Bereiche entweicht, ist eine Dichtung 31 vorgesehen.
• Die Ausgangswelle 12, die Eingangswelle 11 und der Ring 42 verlaufen durch eine Öffnung in einem Basisteil 45, an dem das Gehäuse 10 angebracht ist; ein Dichtungskontakt zwischen dem Basisteil und dem Gehäuse wird durch eine Dichtung 46 erzeugt.
• Das Basisteil kann an einem Zubehörteil des Gerätes angebracht oder einstückig mit diesem ausgebildet sein.
• Eine Lageranordnung 47 mit in Umfangsrichtung verlaufenden Laufbahnen 48, 49 und Kugellagern 50 ist zwischen der Ausgangswelle 12 und dem Basisteil 45 angebracht, um eine freie Drehung der Ausgangswelle 12 sicherzustellen. Die Lageranordnung 47 wirkt ferner in der Weise, daß sie eine Dichtung 51 in dem Basisteil 45 um die Ausgangswelle 12 herum in Position hält. Diese Dichtung verhindert das Entweichen von Öl in die Einheit durch die für die Wellen usw. vorgesehene Öffnung.
• Die Ausgangsrampenplatte 22 steht mit der Ausgangswelle 12 und fünf Druckgliedern 54 in Eingriffsberührung. Jedes der Druckglieder erstreckt sich in Umfangsrichtung um die Ausgangsrampenplatte herum und bildet Teil einer Mehrlamellenbremse.
• Die Mehrlamellenbremse besitzt ferner sechs in Umfangsrichtung verlaufende Reiblamellen 55. Jedes der Druckglieder 54 ist zwischen zwei Reiblamellen 55 angeordnet, wobei die unterste Reiblamelle von einem Stützring 56 abgestützt wird, der an dem Basisteil 45 angebracht ist. Eine Schicht 57 aus Reibmaterial ist zwischen jeder der aneinander anliegenden Flächen der Druckglieder 54 mit den Reiblamellen 55 sowie an den nicht aneinander anliegenden Flächen der Reiblamellen 55 vorgesehen.
• Die Ausgangsrampenplatte 22 wird gegen die Kugellager 26 der Kugelrampen-Betätigungseinrichtung durch eine Reaktionsfeder 58 gedrückt, die zwischen einer Schulter 59 der Ausgangsrampenplatte 22 und einem Vorsprung 60 an der Ausgangsrampenplatte 22 wirksam ist.
• Bei normalem Betrieb wird eine Antriebskraft von der Eingangswelle 11 auf den Mitnehmer 13 und von dort auf Ausgangsrampenplatte 22 und die Ausgangswelle 12 durch Anlage der Mitnehmerteile an den Wänden der Schlitze 20, 21 übertragen. Eine Relativdrehung zwischen der Eingangsrampenplatte 23 und der Ausgangsrampenplatte 22 wird dadurch verhindert.
• Wenn die auf die Eingangswelle 11 ausgeübte Eingangskraft unterbrochen wird, beispielsweise durch Entregen des Motors, wirken rückwärts gerichtete Antriebskräfte in der Weise, daß sie die Ausgangsrampenplatte 22 relativ zu der Eingangsrampenplatte 23 drehen. Die Relativdrehung bewirkt, daß die Kugellager 26 die schräg verlaufenden Rampennuten 24, 25 hinauflaufen, wodurch eine Kraft auf die Mehrlamellenbremse ausgeübt wird. Wenn und falls die rückwärts gerichtete Antriebskraft eine vorgegebene Kraft übersteigt, erhöht sich die von der Bremse über die Kugel-Rampen-Betätigungseinrichtung übertragene Kraft derart, daß sie dieser rückwärts gerichteten Antriebskraft entgegenwirkt und die Ausgangswelle stationär hält.
• Falls es erforderlich ist, die Ausgangswelle 12 in der gleichen Richtung zu drehen wie derjenigen, in der die rückwärts gerichtete Antriebskraft die Ausgangswelle treiben würde, wird auf die Eingangswelle 11 eine Kraft ausgeübt, die groß genug ist, um die Anhaltevorrichtung 27 rutschen zu lassen und eine Drehung der Eingangsrampenplatte 23 zu ermöglichen. Die Kugellager werden auf diese Weise gezwungen, sich wieder in den Nuten 24, 25 nach unten zurückzubewegen, um die auf die Bremse ausgeübte Kraft zu verringern. Die Verringerung der aufgebrachten Kraft ermöglicht es der rückwärts gerichteten Antriebskraft, die Ausgangswelle 12 zu drehen. Bei diesem Vorgang wird die Ausgangsrampenplatte 22 beschleunigt, bis sie die Eingangsrampenplatte 23 überholt; zu diesem Zeitpunkt werden die Kugellager 26 die Nuten 24,25 hinauf zurückgetrieben, wodurch die von der Bremse herrührende Bremskraft erhöht wird. Die Erhöhung der von der Bremse ausgeübten Kraft verringert die Drehzahl der Ausgangswelle 12, bis sie sich der der Eingangswelle 11 nähert; die Ausgangswelle 12 stabilisiert sich dann bei dieser Drehzahl.

Claims (7)

1. Rotationsübertragungseinheit mit

a) einer Eingangsrampenplatte (23);

b) einer Ausgangsrampenplatte (22);

c) einer Anzahl verstellbarer Elemente (26), die zwischen die Rampenplatten zwischengeschaltet sind;

d) Bremsmitteln (55, 54, 57), die als Folge einer Relativbewegung zwischen den Rampenplatten ein Drehmoment auf die Ausgangsrampenplatte (22) ausüben;

dadurch gekennzeichnet, daß

e) eine Anhaltevorrichtung (27) vorgesehen ist, die ein Drehmoment auf die Eingangsplatte (23) ausübt,

um im Betrieb ein kontinuierliches Drehmoment auf die Eingangsrampenplatte (23) auszuüben und dadurch Fluktuationen in der Ausgangsleistung der Einheit zu dämpfen.

2. Rotationsübertragungseinheit nach Anspruch 1, die ferner ein Antriebsglied (13) aufweist, das so angeordnet ist, daß es zwischen die Eingangs- und Ausgangsrampenplatte zwischengeschaltet ist.

3. Rotationsübertragungseinheit nach Anspruch 1 oder 2, bei der die verstellbaren Elemente (26) Kugellager sind.

4. Rotationsübertragungseinheit nach Anspruch 2 oder 3, bei der das Antriebsglied (13) Mitnehmer (19) besitzt, die in Schlitze (21, 20) in der Eingangsrampenplatte (23) und der Ausgangsrampenplatte (22) greifen.

5. Rotationsübertragungseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Anhaltevorrichtung (27) eine Lamellenbremse ist.

6. Rotationsübertragungseinheit nach Anspruch 5, bei der die Lamellenbremse eine einzige Bremslamelle (29) aufweist, die mit zwei Reiblamellen (34b) zusammenwirkt.

7. Rotationsübertragungseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Bremsmittel (55, 54, 57) aus einer Mehrlamellenbremse bestehen.