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Hydraulische Anlage zum Verstellen von Waffenständen für Flugzeuge
Die Erfindung bezieht sich auf eine hydraulische Anlage zum Verstellen von Waffenständen
für Flugzeuge. Die bekannten hydraulischen Anlagen sind derart durchgebildet, daß
nach dem Abschalten des Druckmittels durch einen Steuerschieber zwecks Beendigung
der Bewegung des Waffenstandes das Druckmittel in den zwischen der Pumpe und dem
hydraulischen Motor angeordneten Druckräumen ruht und daß ferner diese Druckräume
im wesentlichen drucklos sind. Dies hat bei hydraulischen Anlagen für Waffenstände
von Flugzeugen, vornehmlich wenn sich diese in großen Höhen befinden, zur Folge,
daß das Druckmittel kalt und steif wird und sogar einfrieren kann. Mithin ergibt
sich beim Wiedereinschalten des Antriebsmotors eine bedeutende Verzögerung in der
Bewegung des Waffenstandes. Das Verzögern der Bewegung ist bei Waffenständen für
Flugzeuge .so nachteilig, daß diiie @mangelnde Richtbereitschaft der Schußwaffen
schon oft im voraus den Luftkampf zuungunsten des Flugzeuges entscheidet, dessen
Waffenstand eine längere Richtzeit benötigt als der des Gegners.
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Diese Nachteile werden erfindungsgemäß dadurch vermieden, daß der
hydraulischen Verstellanlage für Waffenstände eine Einrichtung zugeordnet ist, die
auch bei in beliebiger Lage befindlichem stillstehendem Waffenstand einen ständigen
Arbeitsmittelfluß (Ruhestrom) und einen entsprechenden Arbeitsmitteldruck (Ruhedruck)
in den zwischen der Druckmittelquelle (Pumpe) und dem hydraulischen Arbeitsmotor
angeordneten Druckräumen aufrechterhält; in besonders vorteilhafter Weise fließt
der Ruhestrom auch durch die
Druckmittelräume des Arbeitsmotors.
Der erfindungsgemäß vorgeschlagene ständige Umlauf des Druckmittels hat zur Folge,
daß das Druekäl nicht hart und steif wird und auch nicht einfrieren kann, so daß
die Waffenstände des Flugzeuges auch in großen Höhen ohne jede Verzögerung stets
richt-und schußbereit sind. Die Anordnung zur Aufrechterhaltung des Ruhestromes
bei hydraulischen Anlagen für Waffenstände für Flugzeuge kann in verschiedener Weise
durchgeführt werden, und zwar in Form einer negativen Überdeckung bei einem Steuerschieber
oder durch eine den Steuerschieber umgehende, einen hydraulischen Widerstand darstellende
Nebenschlußrohrleitung. Der Ruhestrom kann erfindungsgemäß auch durch eine Spiel
aufweisende Passung zwischen Schieber und Schiebergehäusedes Steuerschiebers erzeugt
werden.
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Der Ruhestrom erzeugt kein Verstellen der Waffe, d. h. die Waffe bleibt
während des Fließens des Ruhestromes stets in beliebiger Ausgangsstellung stehen.
Diese Vorteile sind z. B. bei hydraulischen Verstellanlagen nicht gegeben, bei welchen
ein Druckmittelumfluß nur mit hydraulischem Arbeitsstrom unter Überdruckdurchgeführt
werden kann, wobei sich der Verstellteil in der einen oder anderen Endlage befinden
muß.
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Nach einem neuen Grundprinzip der Erfindung wird der Druck des Ruhestromes
annähernd so hoch gewählt wie die Höhe des Druckes des Arbeitsstromes. Eine derartige
Festsetzung des Druckes des Ruhestromes hat zur Wirkung, daß die sonst bei verschieden
hohen Drücken des Ruhe-und Arbeitsstromes entsprechenden Volumenschwankungen der
Druckmittelräume und der Druckmittelleitungen vermieden werden; hieraus folgt, daß
die sonst auftretenden zeitlichen Verzögerungen zwischen Einschalten und Bewegen
des Waffenstandes vermieden werden.
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Weitere Vorteile der Erfindung werden mit Hinweis auf die in der Zeichnung
dargestellten Ausführungsbeispiele erläutert; in dieser stellen dar Fig. i und 2
eine hydraulische Anlage zum Verstellen von Waffenständen für Flugzeuge, wobei ein
einziger Arbeitsmotor in der Anlage vorgesehen ist, während in Fig.3 eine hydraulische
Arbeitsanlage dargestellt ist, bei der für den Antrieb des Waffenstandes zwei Motoren
vorgesehen sind.
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Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. i zeigt i einen in ein Flugzeug
ig eingebauten Waffenstand, dessen horizontale Bewegung durch ein angetriebenes
großes Zahnrad 2 und ein kleineres angetriebenes Zahnrad 3 sowie durch einen hydraulischen
Arbeitsmotor 4 erfolgt. Der Arbeitsmotor 4 ist über einen Steuerschieber 6 und Leitungen
7, 8, g, io mit einer Pumpe 5 und mit einem Vorratsbehälter 17 verbunden, wobei
zu bemerken ist, daß die Leitungen 7, 8 tatsächlich erheblich länger sind als in
der Zeichnung dargestellt, d. h. tclaß sie also einen großen Rauminhalt aufweisen.
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Erfindungsgemäß ist diese an sich bekannte hydraulische Antriebsanlage
derart ausgestaltet, daß Rohrleitungen 11, 12, 13, 14 und ein Nebenschlußsteuerschieber
i8 angeordnet sind, die den Hauptsteuerschieber 6 umgehen, so daß selbst bei abgestelltem
Hauptsteuerschieber 6 und geöffnetem Nebensteuerschieber i8 stets ein Ruhedruck
oder Ruhestrom in den zwischen Pumpe 5 und Arbeitsmotor 4 angeordneten Leitungen
12, 13, 8, 7 und 14, 11 wirkt oder fließt.
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Für den Umlauf des Ruhestromes ist ein Nebenschlußrohr 15 mit einem
Überdruckventil 16, dessen Widerstand geringer ist als der des Motors 4, vorgesehen,
das durch eine nicht dargestellte Fernschaltung beim Schalten des Steuerschiebers
18 gleichzeitig mit diesem geschlossen oder geöffnet wird.
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Die Wirkungsweise der Anlage nach Fig. i ist derart, daß zum Verstellen
des Waffenstandes i der Hauptsteuerschieber 6 geöffnet wird, so daß entsprechend,der
Einstellung eine rechts- und linksdrehende Bewegung des Waffenstandes i stattfindet,
je nachdem ob das Druckmittel durch die Leitung 7 oder 8 in den Arbeitsmotor 4 fließt.
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Bei der erfindungsgemäßen Einrichtung verläuft ein Teil des von der
Pumpe 5 geförderten Druckmittels als ständiger Ruhestrom über die Nebenschlußleitungen
11, 12, 13, 14 und über einen vorteilhaft vorgesehenen Nebenschlußsteuerschieber
i8 sowie auch durch die Zu- und Abflußleitungen 7, 8 des Arbeitsmotors 4 und dann
zum Vorratsbehälter 17 zurück. Die Anordnung kann derart getroffen sein, daß an
Stelle des Ruhestromes nur ein Ruhedruck in den Leitungen 7, 8 herrscht.
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Der in den Leitungen 7, 8 herrschende Ruhedruck hat infolge des eingeschalteten
Pumpendruckes den Vorteil, daß er gegenüber dem sonstigen Ruhezustand bei abgeschaltetem
Steuerschieber 6 eine Dehnung der Leitungen 7, 8 und eine Volumenzunahme, bewirkt,
wodurch beim Einschalten eines Arbeitsstromes die sonst entstehende Verzögerung
fortfällt. Beim Ruhestrom entsteht der weitere Vorteil, daß das Drucköl nicht erhärten
oder gar einfrieren kann.
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Das Ausführungsbeispiel nach Fig.2 unterscheidet sich derart von dem
nach Fig. i, daß ein Steuerschalter 22 zwischen den Leitungen 7, 8 und der Pumpe
5 vorgesehen ist, der in einem Schaltzustand, bei dem durch axiale Verschiebung
in Richtung des angedeuteten Pfeiles der linke Teil des Schiebers 2o wirksam ist,
einen ständigen Ruhestrom fließen läßt.
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Der rechte Teil des- Schiebers des Steuerschiebers 22 dient zum wahlweisen
Einschalten der links-und rechtsdrehenden Bewegung des Waffenstandes i. Der Ruhestrom
kann auch dadurch erzeugt werden, daß die Passung zwischen Steuerschieber und Steuergehäuse
so groß gewählt ist, daß das entsprechende Spiel bei eingeschalteter Pumpe einen
geringen ständigen Öldurchfluß zuläßt. Die Wirkung eines ständig fließenden Ruhestromes
kann auch durch Anwendung einer negativen überdeckung zwischen den Öffnungen und
Kanälen im Steuerschieber erzeugt werden.
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Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 ist die Anordnung derart getroffen,
daß zwei hydraulische
Motoren 34 32 über ein Differentialgetriebe
34 bis 38 und über Zahnräder 33, 3 auf das anzutreibende große Kegelrad :2 eines
Waffenstandes i eines Flugzeuges 24 einwirken, während Fig. 3 a einen Schnitt nach
der Linie IIIa - IIIa zeigt. Die hydraulischen Motoren 31, 32 sind über einen Steuerschieber
23 mittels Leitungen 7, 8, 7a, 8a, 1o und Rückleitungen ig, 2o mit der Pumpe
5 und dem Vorratsbehälter 17 verbunden. Das von der Pumpe 5 durch die Leitung io
in den Steuerschieber 23 einströmende Druckmittel fließt über die Öffnung 27 in
den Steuerschlitz 39, und von dort kann das Druckmittel, je nach der Schaltstellung
des Schiebers 23, entweder über die Leitung 7 zum Arbeitsmotor 31 oder über die
Leitung 7a zum Arbeitsmotor 32 fließen. Der Rückfluß des Druckmittels aus den Arbeitsmotoren
31, 32 erfolgt durch die Leitungen 8, 8a über den Steuerschlitz 4o durch die Öffnung
28 und die Leitung ig zum Vorratsbehälter 17.
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Erfindungsgemäß ist die Ausbildung des Steuerschlitzes 39 zu den Zu-
und Abflußöffnungen der Rohre 7, 7 a, 8, 8a derart, daß in der Ruhestellung stets
je eine negative Überdeckung 25, 26, d. h. ständig geöffnete Durchlässe in der Ruhestellung
des Steuerschiebers 23 gegeben sind; mithin befindet sich das von der Pumpe 5 über
die Leitung io, die Öffnung 27 und den Steuerschlitz 39, über die negativen Überdeckungen
25, 26, die Leitungen 7, 7a ?u den Arbeitsmotoren 31, 32 und von dort über
die Leitung 8, 8a, die Öffnung 28, den Steuerschlitz 40 und die Leitung ig zurückfließende
Druckmittel in einem stetigen Ruhestrom. Nach einem weiteren Gedanken der Erfindung
ist hierbei der Druck des Ruhestromes annähernd so hoch gesetzt wie der Druck des
Arbeitsstromes, so daß Volumenänderungen infolge Einschalten des Arbeitsstromes,
z. B. durch Umlegen des Handgriffes 29 nach links oder rechts, in den Leitungen
7, 7a und 8, 8a nicht stattfinden können. Dies ergibt ein schnelles Wirksamwerden
des Arbeitsdruckes, da Volumenvermehrungen in den zu den Motoren 31, 32 führenden
Leitungen 7, 7a, 8, 8a und ein Erwärmen des möglicherweise in ihnen hart
gewordenen Drucköls nicht notwendig sind.
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Die Wirkungsweise bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 und 3 a
ist so, daß bei Einschalten der Pumpe 5 und bei Mittelstellung des Steuerschiebers
23 ein öldurchfluß durch beide Arbeitsmotoren 32, 31 stattfindet und beide Arbeitsmotoren
31, 32 in der Ruhelage des Waffenstandes i mit gleicher Drehzahl umlaufen. Somit
laufen auch die beiden Kegelräder 37, 38 mit gleicher Drehzahl um; beide Kegelräder
37, 38 treiben das Satellitenrad 35, das am Planetenrad 34 oder seinem Gehäuse 36
gelagert ist. Solange die beiden Arbeitsmotoren 31, 32 und ihre Kegelräder 37, 38
mit gleicher Drehzahl umlaufen, verändern die Zahnräder 34, 33 nicht ihre Lage zueinander.
Falls jedoch durch Schalten des Steuerschiebers 23 nach rechts oder links dem einen
Arbeitsmotor mehr Druckmittel zugeführt wird als dem anderen, wobei die Druckverminderung
für den einen oder anderen Arbeitsmotor bis auf Null zurückgehen kann, bleibt das
Kegelrad 37 oder 38 des betreffenden Arbeitsmotors stehen, während dass entgegengesetzte
Kegelrad sich schneller dreht. Hierdurch erfolgt über das Differentialgetriebe ein
Drehen des Planetenrades 34, so daß der Waffenstand i über die Zahnräder 33, 3,
2 in der einen oder anderen Drehrichtung in Bewegung gesetzt wird.
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Einfachheitshalber sind in dier Zeichnung, insbesondere in Fig. 3,
und in vorstehender Beschreibung jeweils nur die Einrichtungen der Seitenrichtbewegung
des Waffenstandes i erläutert. Die hydraulischen Einrichtungen für die Höhenrichtbewegungen
der Waffen sind in ihrem Aufbau die gleichen, so daß sich ihre Darstellung und Beschreibung
erübrigt.