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Verstellstrebe für Flugzeuge Die Erfindung bezieht sich auf Verstellstreben
für Flugzeuge, deren durch ein Druckmittel zweiseitig beaufschlagbarer Arbeitskolben
in beiden E#ndstellungen mechanisch verriegelbar ist, wobei die Verriegelungsglieder
im Arbeitskolben quer b:ew#eglich gelagert und mittels eines im Arbeitskolben relativ
zu diesem unter Wirkung des Druckmittels axial verschiebbar gelagerten Verriegelungskolbens
in entsprechend den Endstellungen des Arbeitskolbens in der Zylinderwand vorgesehene
Ringnuten einrückbar sind.
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Das Verriegeln bzw. Festlegen des Arbeitskolbens erfolgt bei den bekannten
Verstellstreben für Flugzeuge dadurch, daß im Arbeitskolben geführte Verriegelungsglieder
wie Kugeln, Stifte oder' Segmente in an beiden Enden des Zylinders angeordnete Vertiefungen
der Zylinderwand eintreten. Die bekannten Verstellstreben dieser Art weisen eine
äußerst komplizierte Bauart auf, besonders dann, wenn sie es ermöglichen, die Arbeitskolben
in jeder der beiden Endstellungen festzuhalten. Die Kompliziertheit der bekannten
Verstellstreben besteht in den vielen kleinen Einzelteilen mit ihren' notwendigen
Führungen und Verbindungsmitteln. Auch ist das Einfügen der kleinen einzelnen Verriegelungsglieder
in die Aussparungen des Arbeitskolbens und das Einsetzen des Arbeitskolbens mit
den Verriegelungsgliedern in den Zylinder schwierig. Ein wesentlicher -Nachteil
der bekannten Verstellstreben, bei welchen mehrere Ringsegmente oder Kugeln als
Verriegelungsglieder dienen, besteht darin, daß sie beim Bewegen. des Arbeitskolbens
Längsnuten
oder -riefen, also nur örtliche Abnutzungsbahnen, in
die Zylinderwandungen einarbeiten. Des weiteren haben sie den Nachteil, daß sie,
um festigkeitsmäßig ihren Ansprüchen zu genügen, verhältnismäßig große Abmessungen
erfordern; z. B. sind die in der Zylinderwand vorgesehenen Ringnuten in radialer
Richtung verhältnismäßig tief auszuführen, wodurch Vergrößerungen und eine Vermehrung
des Baugewichts bedingt ist, was jedoch für den Flugzeugbau sehr nachteilig und
daher zu vermeiden ist.
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Die geschilderten Nachteile werden nun bei einer Verstellstrebe der
eingangs bezeichneten Art gemäß der Erfindung dadurch vermieden, daß die Verriegelungsglieder
durch kolbenringartige Spreizringe gebildet sind und mit z. B. kegeligen und,oder
zylindrischen Steuerflächen des V erriegelungskolbens unmittelbar oder mittels lose
eingefügter Zwischenglieder in kraftschlüssiger Verbindung stehen. Die beim Erfindungsgegenstand
allseitig an der Zylinderwandung anliegenden kolbenringartigen Spreizringe erzeugen
beim Bewegen des Arbeitskolbens keine örtlichen Abnutzungsbahnen an den Zylinderwandungen.
Ferner ergeben sich in baulicher Beziehung erhebliche Vereinfachungen, und zwar
auch bezüglich des Zusammenbaues, insbesondere beim Einsetzen des Arbeitskolbens,
mit den kolbenringartigen Spreizungen in den Zylinder. Auch wird die Festigkeit
der Verstellstrebe verbessert, die zu einer Verkleinerung der Abmessungen und zu
Gewichtsersparnissen ausgenutzt werden kann. Bei der erfindungsgemäßen Anordnung
kann auch die sonst am Arbeitskolben in Form von Dichtungsringen benötigte Dichtung
erspart werden, da z. B. nach außen federnde Spreizringe diese Funktion mit übernehmen
können.
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Der Erfindungsgegenstand ist in den Abbildungen in drei Ausführungsbeispielen
dargestellt, und zwar zeigt: Abb. i, 2 und 4 Schnitte längs der Mittelachse eines
Arbeitskolbens und Zylinders, wobei die die Verriegelung des Arbeitskolbens bewirkenden
Vorrichtungen in verschiedener Weise ausgestaltet sind; Abb. 3 einen Schnitt längs
der Linie III-111 der Abb. 2.
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Beim Ausführungsbeispiel gemäß Abb. i wird der im Zylinder i befindliche
Arbeitskolben 2 durch ein Druckmittel (Druckluft oder Druckflüssigkeit), welches
wechselweise zu beiden Seiten des Arbeitskolbens 2 wirksam ist, nach zwei Richtungen
axial gegenüber dem Zylinder i verschoben. Auf dem Kolben 2 ist ein ihm gegenüber
in axialer Richtung begrenzt verschiebbarer ringförmiger Verriegelungskolben 3 angeordnet.
Dieser Verriegelungskolben weist an beiden Enden Schrägflächen -.. .[' auf, welche
mit entsprechenden Schrägflächen am Innenumfang von in radialer Richtung federnden
kolbenartigen Spreizringen 5 und 5' zusammenwirken. Diese Spreizringe 5 und 5' sind
an ihren den Kolbenflächen zugekehrten Seiten durch Bunde f-) und 6' geführt, welche
vom Arbeitskolben 2 an dessen Enden nach außen vorragen; ferner sind diese Spreizringe
5, 5' derart federnd ausgebildet, daß sie bestrebt sind, einen Außendurchmesser-anzunehmen,
welcher kleiner ist als der Zylinderdurchmesser. In die Wand des Zylinders i ist
nahe jedem Zylinderende je eine Ringnut 7, 7' eingearbeitet, von solcher Breite,
daß die Spreizringe 5 bzw. 5' in sie eintreten können.
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In der veranschaulichten Stellung steht der Arbeitskolben 2 in der
einen Endstellung, bei welcher der Spreizring 5 mit Hilfe der Schrägfläche .a. des
Verriegelungskolbens 3 so weit gedehnt ist, daß er in die ringnutenförmige Vertiefung
7 der Zylinderwand eingedrungen und dadurch gegen axiale Verschiebung festgehalten
ist. Der Arbeitskolben samt seiner Kolbenstange 13 ist hierbei gegen axiale
Verschiebung in Richtung des Pfeiles 8 dadurch gesichert, daß sein Bund 6 sich gegen
den festgelegten Spreizring 5 abstützt. Eine Verschiebung des Arbeitskolbens 3 in
umgekehrter Richtung wird durch eine starre Hubbegrenzung verhindert, beispielsweise
indem ein außerhalb des Zylinders an der Kolben-Stange 13 festliegender Ansatz
9 sich von außen her gegen den Zylinderdeckel io anlegt.
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Soll nunmehr der Arbeitskolben 2 in die andere Endstellung (nach rechts)
verschoben werden, so wird durch die am linken Zylinderrande liegende öffnung i
i des Zylinders i das Druckmittel zugeführt. Dessen Druck pflanzt sich über Kanäle
i2, welche den Bund 6 durchdringen, auf die linke Stirnfläche des Verf'iegelungskolbens
3 fort und verschiebt diesen in Richtung des Pfeiles 8 gegenüber dem (noch stillstehenden)
Arbeitskolben 2 und dem Zylinder i. Hierbei verstellen sich die Schrägflächen .4
und .@ des Verriegelungskolbens 3 gegenüber den Schrägflächen der Spreizringe 5
und 5' in der Weise, daß der Spreizring 5 vermittels seiner Fedrig-].zeit sich zusammenzieht
und aus der Vertiefung 7 der Zylinderwand heraustritt, während der Spreizring 5'
gedehnt wird, bis er sich gegen die Zylinderwand anlegt. Durch Heraustreten des
Spreizringes 5 aus der Vertiefung 7 der Zylinderwand ist die Verriegelung des Arbeitskolbens
2 aufgehoben, so daß dies ser nunmehr infolge des vom Druckmittel auf seine linke
Stirnfläche ausgeübten Druckes in Richtung des Pfeiles 8 in die andere Endstellung
verschoben wird. Bei dieser Verschiebung bewirkt der unter dem Druck des Verriegelungskolbens
einerseits
gegen die Innenfläche des Bundes 6' und andererseits gegen die Zylinderinnenfläche
anliegende Spreizring 5' eine gute Abdichtung des Arbeitskolbens 2. Hat nun der
Arbeitskolben 2 seine rechte Endstellung erreicht, so tritt der Spreizring 5 infolge
des durch die Schrägfläche 4 des Verriegelungskolbens 3 auf ihn ausgeübten, in radialer
Richtung wirkenden Druckes in die Vertiefung 7' der Zylinderwand ein. Nunmehr ist
der Arbeitskolben 2 gegen Verschiebung in der dem Pfeil 8 entgegengesetzten Richtung
dadurch gesichert, daß sein Bund 6' sich gegen den gegenüber dem Zylinder i festliegenden
Spreizring 5' anlegt. Eine Verschiebung in Richtung des Pfeiles 8 wird dadurch verhindert,
daß der Absatz 14 der Kolbenstange 13 sich gegen die Innenseite des Zylinderdeckels
io anlegt. . .
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Zum Zwecke der Rückverschiebung des Arbeitskolbens 2 in die in Abb.
i- veranschaulichte Endstellung wird das Druckmittel dem "Zylinder i durch die am
rechten Zylinderende angeordnete Öffnung i z' zugeleitet, wobei sich die beschriebenen
Vorgänge in .umgekehrter Richtung wiederholen.
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Beim Ausführungsbeispiel gemäß Abb-. i dient mithin der den Arbeitskolbdn
2 umschließende r ingförmige Verriegelungskolben 3 als Betätigungsglied für die
Verriegelungsglieder 5, 5'. Der Verriegelungskolben kann aber auch in eine Höhlung
des Arbeitskolbens -ingesetzt sein, entweder als in einer gleichmittigen Bohrung
des Arbeitskolbens 2 sitzender einfacher Verriegelungskolben (Abb, 2 und 3) oder
als in einer ringförmigen Höhlung 36 des Arbeitskolbens 2 angeordneter Ringkolben
(Abb.4). Hierbei besteht der weitere Vorteil, daß die Größe der druckbelasteten
Fläche des Verriegelungskolbens in konstruktiv einfacher Weise dem jeweils für die
Verriegelungsbetätigung erforderlichen Kraftbedarf angepaßt werden kann, so daß
die Ausübung unnötig großer Kräfte auf die Verriegelungsglieder vermieden wird.
Beim Beispiel nach Abb. 2 und 3 ist im Arbeitskolben 2 gleichmittig ein einfacher
Verriegelungskolben 23 verschieblich angeordnet, dessen Endteile einen geringeren
Durchmesser als der Mittelteil aufweisen, wobei Schrägflächen 24, 24' den f,Jbergang
vom einen Teil zum anderen vermitteln. Die Spreizringe 5, 5' sind in Nuten des Arbeitskolbens
2 eingebettet, und zwischen den Spreizringen 5, 5' und dem Verriegelungskolben 23
erstrecken sich radiale, in ihrer Längsrichtung verschiebliche Bolzen 16, 16'. Die
Einrichtung der Abb. 4 ist der vorbeschriebenen ähnlich, nur ist der auf seinem
Außenumfange wiederum abgestufte und zwischen den Stufen mit Schrägflächen 34, 34'
versehene Verriegelungskolben als in einer ringförmigen Höhlung 36 des Arbeitskolbens
2. verschieblich angeordneter ringförmiger Verriegelungskolben 33 ausgebildet, sc
daß die Spreizringe 5, 5' die Außenfläche de= Verriegelungskolbens 33 unmittelbar
berühren.
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Die Arbeitsweise bei diesen Ausführungsbeispielen ist im wesentlichen
die gleiche wie bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Abb. i. Wie aus Abb. 2 und 4 ersichtlich,
steht der Arbeitskolben 2 samt seiner Kolbenstange 3 in der einen Endstellung und
ist in dieser Stellung gegenüber dem Zylinder i durch den Spreizring 5 festgelegt,
welcher in die Vertiefung 7 der Zylinderwand eingetreten ist und in dieser Lage
durch den mittleren, den größten Durchmesser aufweisenden Teil des Verriegelungskolbens
23 bzw. 33 gehalten, und zwar beim Ausführungsbeispiel gemäß Abb. 2 und 3 unter
Vermittlung der verschiebbaren Bolzen 16, dagegen beim Ausführungsbeispiel gemäß
Abli. 4 unmittelbar durch den ringförmigen Verriegelungskolben 33. Soll der Arbeitskolben
2 in die andere Endstellung verschoben werden, so wird das Druckmittel durch die
Öffnung i i dem linken Zylinderraume zugeführt. Sein Druck überträgt sich über Kanäle
15, welche durch die den Verriegelungskolben einhüllenden Wände des Arbeitskolbens
2 geführt sind, auf die linke Stirnseite des Verriegelungskolbens. Letzterer wird
infolgedessen relativ zu dem noch festgehaltenen Arbeitskolben -2 in Richtung des
Pfeiles 8 verschoben, wodurch die Spreizung des Ringes 5 aufgehoben wird und dieser
aus der Vertiefung 7 des Zylinders i heraustritt. Die Verriegelung des Arbeitskolbens
2 ist dadurch gelöst, und dieser wird nunmehr vom Druckmittel in die andere Endstellung
verschoben. Die Verriegelung in dieser Endstellung erfolgt sinngemäß durch weitere
Verschiebung des Verriegelungskolbens 23 bzw. 33 in Richtung des Pfeiles 8, wodurch
der Spreizring 5' gespreizt wird und in die Vertiefung 7' eintritt.
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Um auch bei Fortfall des Druckmitteldruckes den Verriegelungskolben
3, 23, 33 in der Riegelstellung zu halten, sind in einander berührenden Umfangsflächen
dieses Kolbens und des Arbeitskolbens 3 Ringnuten 17 bzw. i8 eingearbeitet und in
einer dieser Nuten ein radial federnder Ring ig eingebettet. Die Anordnung dieser
Nuten ist so getroffen, daß der Ring ig aus der ihn aufnehmenden Vertiefung 18 des
einen Teils vortritt und in eine Ringnut 17 des anderen Teils eingreift, wenn der
Verriegelungskolben in einer Verriegelungsstellung steht. Die Nuten 17 haben seitliche
Schrägflächen, so daß der Ring ig aus ihnen wieder heraustritt, wenn der Drück des
Druckmittels auf den Verriegelungskolben einwirkt.
Bei den Ausführungsbeispielen
gemäß Abb. 2 und 4. ist mit dem Verriegelungskolben 23 bzw. 33 eine Schiebestange
29 verbunden, ,velche wechselweise einen Kontakt 31 oder 32 dann schließt,
wenn die Verriegelung des Arbeitskolbens 2 und der Kolbenstange 3 in der einen oder
anderen Endstellung erfolgt ist. Die Kontakte 31 und 32 dienen zur Betätigung einer
Anzeigevorrichtung, durch welche die Verriegelung und die Endstellung, in der sie
erfolgte, @vahrnehnibar gemacht wird.