DK151727B

DK151727B - Drejelig ledforbindelse

Info

Publication number: DK151727B
Application number: DK249679AA
Authority: DK
Inventors: Frank Bramwell
Original assignee: United Technologies Corp
Priority date: 1978-06-15
Filing date: 1979-06-14
Publication date: 1987-12-28
Also published as: PL216325A1; IL57463A0; JPS552897A; AU519466B2; NO149827C; NO791973L; ES542797A0; AU4803379A; ES8607488A3; NO149827B; DE2961674D1; EP0006399B1; JPS6157486B2; BR7903376A; EP0006399A1; US4183687A; CA1099935A; DK249679A; PL128209B1

Description

i

DK 151727 B

Den foreliggende opfindelse angår en drejelig ledforbindelse, omfattende: en første del, en anden del, der har en kløftet ende, som omslutter i det mindste en del af den første del, en boltforbindelse, der strækker 5 sig gennem den første og den anden del på et bestemt sted og udgør en primær drejelig forbindelse mellem den første og den anden del, samt andre organer der træder i funktion som sekundær drejelig forbindelse mellem den første og den anden del, hvis den primære forbindelse bliver uvirksom.

10 I USA patentskrift nr. 4.030.378 er beskrevet en drejelig forbindelse af den indledningsvis angivne art, i hvilken forbindelse de nævnte andre organer til drejelig forbindelse af den nævnte første og anden del udgøres af en bolt-i-spalteforbindelse, der fungerer som sekundær ' drejelig forbindelse, dersom den primære drejelige forbindelse svigter.

15 I denne kendte konstruktion kan også benyttes to bolte-i-spalteforbin-delser placeret med indbyrdes vinkelafstand ca. 90° fra hinanden. En ulempe ved denne kendte konstruktion er, at den, selv om den er hensigtsmæssig i brug, har tilbøjelighed til at kræve en stor rumind-hylningsflade, og en sådan er ikke altid til rådighed i visse installa-20 tioner, såsom flyvekontrolsystemer i luftfartøjer herunder helikoptere.

Andre ulemper ved denne kendte konstruktion er, at den sekundære drejelige forbindelse er betydelig mindre stabil end den primære drejelige forbindelse, at graden af drejningsbevægelse begrænses af spaltens bue, og at den er en relativ tung konstruktion og kræver et 25 stort antal dele. Denne kendte konstruktion har endvidere begrænsninger med hensyn til forbindelsens selvcentreringsevne og kan derfor ikke benyttes i et ikke plant forbindelsesled, medmindre frigangen mellem spalten og tappen er betydelig. Denne betydelige frigang resulterer naturligvis i mere slør i forbindelsen, når den sekundære 30 forbindelse er virksom.

Opfindelsens formål er at afhjælpe de ovenfor nævnte ulemper.

Formålet opnås med en drejelig forbindelse af den indledningsvis angivne art, hvilken forbindelse i overensstemmelse med opfindelsen er ejendommelig ved, at den første del har en hjulformet ende, at de 2

DK 151727 B

andre organer omfatter i det mindste tre kontaktflader, der er anbragt i den anden dels kløftede ende, og som er placeret med indbyrdes periferisk afstand omkring den første dels hjulformede ende og som kan gå i kontakt med periferien af den hjulformede ende og 5 udgøre den sekundære drejelige forbindelse, dersom den nævnte primære drejelige boltforbindelse bliver uvirksom, og at afstanden mellem to vilkårlige af de nævnte kontaktflader er mindre end diameteren af den første dels hjulformede ende.

I overensstemmelse med den foretrukne udførelsesform for den dreje-10 lige forbindelse ifølge opfindelsen er kontaktfladerne placeret med i hovedsagen lige store indbyrdes periferiske afstande langs periferien af den første dels hjulformede ende. I overensstemmelse med denne foretrukne udførelsesform for den drejelige forbindelse ifølge opfindelsen opnås en specielt fordelagtig centrering af de to drejeligt 15 forbundne dele, når alene den sekundære drejelige forbindelse er virksom.

Det foretrækkes endvidere, at kontaktfladerne er placeret i en sådan radial afstand fra periferien på den første dels hjulformede ende, at de ikke griber forstyrrende ind i den drejelige forbindelses dreje-20 funktion, når den primære drejelige forbindelse er virksom.

Af de nævnte i det mindste tre kontaktflader foretrækkes det, at én af kontaktfladerne danner rullekontakt med periferien på den første deis hjulformede ende, og at de andre kontaktflader frembringer faste friktions kontaktflader for samarbejde med periferien på den første 25 dels hjulformede ende. Ved tilvejebringelse af én af kontaktfladerne som en flade, der danner rullekontakt med periferien på den første dels hjulformede ende, bliver det overordentligt simpelt at adskille og igen samle den drejelige forbindelse ifølge opfindelsen ved på simpel måde at fjerne den af den nævnte ene kontaktflade dannede rullekon-30 takt og ved udtagning af den første dels hjulformede ende af den anden dels kløftede ende.

For at sikre, at den første dels hjulformede ende ikke klemmer sig fast i den anden dels kløftede ende, når alene den sekundære dreje-

DK 151727 B

3 lige forbindelse er virksom, foretrækkes det at de nævnte friktionskontaktflader er dele af plane flader i den anden dels kløftede ende, hvilke flader strækker sig i hovedsagen tangentielt til periferien på den første dels hjulformede ende for tilvejebringelse af linjekontakt 5 mellem periferien på den første dels hjulformede ende og de tangentielle flader.

Til opnåelse af maksimal sideværts frigang og dermed yderligere reduceret sandsynlighed for fastklemning mellem den første og anden del af den drejelige forbindelse foretrækkes det yderligere, at den 10 anden dels kløftede ende har med indbyrdes afstand anbragte sidevægge placeret på hver sin side af den første dels hjulformede ende, og at den første dels hjulformede ende langs sin periferi er af reduceret tykkelse for tilvejebringelse af en i hovedsagen lateral frigang mellem periferien med reduceret tykkelse på den første dels hjulfor-15 mede ende og sidevæggene på den anden dels kløftede ende.

I overensstemmelse med en alternativ udførelsesform for den drejelige forbindelse ifølge opfindelsen frembringer to af kontaktfladerne en rullekontakt med periferien på den første dels hjulformede ende. Med denne alternative udførelsesform for den drejelige forbindelse ifølge 20 opfindelsen bliver det specielt simpelt at samle og/eller adskille den drejelige forbindelse, idet det efter fjernelse af de to rullekontakt-frembringende kontaktflader bliver overordentligt simpelt at udtage eller indsætte den første dels hjulformede ende i den anden dels kløftede ende.

25 I overensstemmelse med denne alternative udførelsesform for den drejelige forbindelse ifølge opfindelsen foretrækkes det yderligere, at den anden dels kløftede ende har med indbyrdes afstand anbragte sidevægge placeret på hver sin side af den første dels hjulformede ende, at de to rullekontaktflader tilvejebringes af to med indbyrdes 30 periferisk afstand anbragte ruller mellem sidevægsdelene i den anden dels kløftede ende, og at i det mindste én af rulledelene understøttes af en enkelt boltsamling, så at der kun behøves indsætning af én bolt for anbringelse af denne ene rulle, og så at som følge af den indbyrdes periferiske afstand mellem rullerne blot denne ene bolt og den 35 primære bolt behøver at blive fjernet for adskillelse af forbindelsen.

DK 151727B

4

Opfindelsen vil i det følgende blive nærmere forklaret under henvisning til tegningen, på hvilken fig. 1 viser en drejelig forbindelse ifølge opfindelsen, set fra siden, fig. 2 et snit efter linjen 2-2 i fig. 1, 5 fig. 3 en modificeret udførelsesform for den drejelige forbindelse, set fra siden, fig. 4 en anden udføre! s esform for en drejelig forbindelse set fra siden, og fig. 5 et snit efter linjen 5-5 i fig. 4.

10 I fig. 1 og 2 er vist en drejelig ledforbindelse 10 med drejeligt forbundne primære og sekundære dele 12 og 14. Selv om opfindelsen ikke skal begrænses dertil, kan delene 12 og 14 udgøre en del af et luftfartøjs flyvekontrolsystem, hvori delen 14 er en vinkelarmsdel, der på ikke vist måde er monteret drejeligt, og som via forbindelsen 10 er 15 drejeligt forbundet til en styrestangsende 12, der igen på konventionel vis er forbundet til en styrestang 16, som er driftsmæssig forbundet til en anden del i kontrolsystemet. På konventionel måde kan den ene af delene 12 eller 14 endvidere være fastgjort, eller de kan begge være bevægelige. Som det fremgår af den i fig. 1 og 2 viste 20 konstruktion, frembringes der, når vinkelarmen 14 drejer omkring sin ikke viste ende, en drejningsbevægelse mellem delene 14 og 12 for at tillade delen 12 at bevæge sig med vinkelarmens bevægelige ende 22.

Alene for at lette forklaringen vil forbindelsen 10 blive beskrevet, som om dennes primære og sekundære dele 12 og 14 er en styre-25 stangsende og en vinkelarm.

Som det bedst fremgår af fig. 1, har styrestangsenden 12 en hjulformet ende 18, som danner en periferiflade 20. Vinkelarmen 14 har en kløftet ende 22, som frembringes af sidepladedele 36 og 38, der omslutter delen 12's hjulformede ende 18. En primære drejelig bolt 30 30 strækker sig, som det bedst fremgår af fig. 2, gennem bøsningsdele 32 og 34 i sidepladedelene 36 og 38. I en cirkulær åbning 42 i centrum af styrestangsendens hjulformede ende 18 understøttes desuden et selvindstilleligt antifriktionsleje 40. Lejets indre løbering omslutter stramt den primære drejelige bolt 30's aksel for tilvejebringelse af en 35 primære drejelig forbindelse mellem delene 12 og 14. Formålet med og 5

DK 151727B

betydningen af det selvindstillelige antifriktionsleje 40 er, at der mellem delene 12 og 14 tilvejebringes en lavfriktionsrotationsforbindelse, som tager hensyn til manglende centrering af stangens ene ende i forhold til den anden ende som følge af fremstillingstolerancer.

5 Desuden er selvcentreringsevnen væsentlig, når der benyttes et ikke-plant forbindelsesled.

Vinkelarmens kløftede ende 22 har tre kontaktflader 24, 26 og 28, der er anbragt med i hovedsagen lige store indbyrdes periferiafstande langs periferifladen 20 på styrestangsenden 18, og som samarbejder 10 med denne for at forbinde delene 12 og 14 i en sekundær drejelig forbindelse, dersom den primære drejelige forbindelse 30 svigter eller går tabt ved ballistisk beskadigelse eller på anden måde. Kontaktpunkterne 24, 26 og 28 er fortrinsvis udformet på en sådan måde, at der mellem den hjulformede ende 18's periferiflade 20 og vinkelstangs-15 kontaktfladerne i punkterne 24, 26 og 28 er en bestemt radial frigang . Formålet med dette er, at de sekundære rotationsforbindelsesorganer ved de tre kontaktflader 24, 26 og 28 ikke skal gribe forstyrrende ind i delene 12's og 14's drejningsbevægelse, når den primære forbindelse 30 virker korrekt. Fx er det radiale styremel-20 lemrum, der er tilbage ved fladerne 24, 26 og 28, fortrinsvis omkring 0,07 til 0,3 mm i et specielt ledforbindelsessystem i en helikopters flyvekontrolsystem, i hvilket diameteren af hjulenden 18 er 50,8 mm.

Det er vigtigt, at de dele, der danner kontaktpunkterne 24, 26 og 28, er placeret i stor afstand fra den primære forbindelse 30 af 25 hensyn til deres overlevelsesevne i tilfælde af ballistisk beskadigelse af forbindelsen 30. Som det bedst fremgår af fig. 1, danner kontaktpunkterne 24, 26 og 28 linjekontaktfriktionsflader mellem den hjulformede ende 18's periferiflade 20 og en vinkelarm 14's flader 44 og 46, der er orienteret på en sådan måde, at de er i hovedsagen 30 tangentielle til periferifladen 20. Fladerne 44 og 46 ender i hovedsagen i deres tangentpunkter på periferifladen 20, hvorved der tilvejebringes linjekontakt mellem hver af fladerne 44 og 46 og periferifladen 20 i kontaktpunkterne 24 og 26. Det tredje kontaktpunkt 28 danner også linjekontakt, eftersom det er beliggende mellem periferi-35 fladen 20 og en rulledel 48, der er anbragt drejeligt omkring on bolteller nittelignende del 50, som det bedst fremgår af fig. 2, og stræk- 6

DK 151727 B

ker sig mellem sidepladedelene 36 og 38 i en bestemt afstand fra delen 12's periferi. Selv om opfindelsen ikke nødvendigvis skal begrænses dertil, har rullen 48, som det bedst fremgår af fig. 2, fortrinsvis en rullebøsningsdel 47, der i den ene ende er forsynet med en flange, 5 og som strækker sig mellem på linje liggende huller i sidepladedelene 36 og 38 og holdes på plads for drejelig bevægelse omkring sin akse 49 af en boltmekanisme 50, der har gevindforbundne halvdele med ved modstående ender anbragte hoveder. Rulledelen 47 er fortrinsvis fremstillet af aluminiumbronze. Af fig. 1 og 2 vil man se, at de dreje-10 ligt forbundne dele 12 og 14 i den drejelige forbindelse 10 har en primær drejelig forbindelse mellem delene bestående af en primær bolt 30 og et selvcentrerende antifriktionsleje 40, der forbinder delene 12 og 14 på en sådan måde, at de på normal eller primær måde kan drejes omkring aksen 51. Delene 12 og 14 er desuden drejeligt for-15 bundne på en sådan måde, at der dannes rotationsforbindelse med et minimalt spillerum mellem delene, dersom den primære drejelige forbindelse 30-40 skulle gå tabt eller svigte. Dette opnås ved de tre kontaktpunkter mellem delene 12 og 14 dannet ved samvirken mellem periferifladen 20 på delen 12 og de periferisk anbragte tangentielle 20 flader 44 og 46 samt rullen 48 på delen 14. De tre med indbyrdes periferiske afstande anbragte kontaktpunkter 24, 26 og 28 mellem delene 12 og 14 danner den sekundære drejelige forbindelse og muliggør forsat indbyrdes drejning af delene 12 og 14, dersom den primære forbindelse 30 svigter, og denne sekundære forbindelse muliggør også 25 drejning i alt væsentligt omkring aksen 51. Rullen 48 benyttes til afgrænsning af understøtningsfladen 28, så at man undgår anvendelse af en tredje tangentiel flade og muliggør montering af delen 12 i delen 14 på en sådan måde, at den primære drejelige forbindelse mellem delene 12 og 14 kan dannes ved hjælp af den drejelige bolt 30 og 30 antifriktionslejet 40. Ved betragtning af den i fig. 1 viste konstruktion, vil man bemærke, at delen 12 kan trækkes ud mod venstre mellem fladerne 24 og 26 på delen 14, når rullen 48 er fjernet.

Som det bedst fremgår af fig. 2 har delen 12’s hjulende 18 en reduceret tykkelse ved periferifladen 20 over det meste af det med vin-35 kelarmen 14's kløftede ende 22 overlappende område. Størrelsen af den reducerede tykkelse er ca. 2,5 mm, hvorved der tilvejebringes 7

DK 151727 B

maksimal lateral frigang mellem de forbundne dele i deres overlappende områder for at forhindre sammenklemning mellem delene som følge af lateral forskydning af den ene af de forbundne dele ved ballistisk bes kadigelse.

5 I fig. 3 er vist en anden udførelsesform for opfindelsen, hvis konstruktion er lig den i fig. 1 og 2 viste forbindelse 10 med undtagelse af, at der benyttes to rulleforbindelser mellem delene 12 og 14 i den sekundære drejelige forbindelse. Det andet rulleelement er angivet med henvisningsbetegnelsen 52 og er konstrueret og understøttet på 10 præcis samme måde som rulleelementet 48 til dannelse af linjekontakt i et kontaktpunkt 24' mellem periferifladen 20 og rullen 52. Konstruktionen i kontaktpunkterne 26 og 28 er den samme som i den i fig. 1 og 2 viste konstruktion, og det samme gælder den primære drejelige forbindelse 30. Rullerne 48 og 50 kan begge være monteret med en 15 enkelt bolt, eller rullen 48 kan være nittemonteret. Fordelen ved den i fig. 3 viste konstruktion er, at den har fortrinlige vedligeholdelsesegenskaber, idet delene 12 og 14 kan adskilles alene ved fjernelse af de to bolte, der holder rullerne 48 og 52 på plads, eller i virkeligheden blot den ene bolt for rullen 52, og ved fjernelse af den pri-20 mære drejningsbolt 30. På tilsvarende måde kan delene 12 og 14 i den i fig. 3 viste udførelsesform forbindes med hinanden både med den primære og sekundære drejelige forbindelse mellem delene alene ved indsætning af de to bolte, der holder rullerne 48 og 52 på plads, eller i virkeligheden blot med den ene bolt for rullen 52, efter af den 25 primære drejelige forbindelse 30 er etableret.

Såvel i den i fig. 1 og fig. 2 viste som i den i fig. 3 viste udførel-sesform vil man bemærke, at der i den sekundære drejelige forbindelse mellem delene 14 og 12 som følge af de tre periferisk indbyrdes afstande anbragte understøtningspunkter 24, 26 og 28 mellem delene 30 12 og 14 tilvejebringes en selvcentrerende sekundær drejelig forbin delse for en meget betydelig relativ selvindstillelig bevægelse mellem delene 12 og 14, og denne forbindelse er ikke som i de hidtil kendte sekundære drejelige tap-spalte-forbindelser begrænset til længden af spaltens bue. Eftersom friktionskontakten i punkterne 24 og 26 er en 35 linjekontakt og i kontaktpunktet 28 både en linje- og rullekontakt, har den sekundære drejelige forbindelse en minimal friktion.

8

DK 151727B

I fig. 4 og 5 er vist yderligere en udførelsesform for en drejelig forbindelse ifølge opfindelsen. I den i fig. 4 og 5 viste konstruktion er en vinkelarm 60 drejeligt forbundet til en fastsiddende kløftet del 62 ved hjælp af en primær drejelig boltforbindelse 64, omkring hvilken 5 der også er anbragt et selvcentrerende antifriktionsleje 66.

I den i fig. 4 og 5 viste konstruktion er delen 62 fastgjort på kendt måde, fx med bolte, til en fast flade som fx en helikopterfuselage (ikke vist). Delen 62 er udformet på en sådan måde, at den har med indbyrdes afstand anbragte vægdele 68 og 70, der er anbragt på hver 10 sin side af og i overlappende forbindelse med en del af vinkelarmen 60, som er udformet, som det bedst fremgår af fig. 5, dannende en cylindrisk vægdel 72, der stramt indgriber med yderperiferien af antifriktionslejet 66's ydre løbering, så at der med en primær dreje-bolt 64 anbragt som vist i fig. 5 mellem delene 60 og 62 dannes en 15 primær drejelig, selvcentrerende forbindelse med minimalt spillerum.

Som det bedst fremgår af fig. 5 understøttes ringformede dele 74 og 76, der fortrinsvis er fremstillet af nylon, dersom belastningen tillader det, eller af stål til forbindelser med højere belastninger, af delene 68's og 70's indervægge på konventionel måde og rager indad 20 mod hinanden til dannelse af et ringformet mellemrum 77 derimellem. Vinkelarmsdelen 60 er, som det bedst fremgår af fig. 5, udformet på en sådan måde, at der i denne afgrænses ringformede udsparinger 78 og 80, hvorved de ringformede dele 74 og 76 tilvejebringer en sekundær drejelig forbindelse mellem delene 60 og 62, dersom den primære 25 drejelige forbindelse 64, 66 skulle gå tabt eller svigte. I så tilfælde vil vinkelarmen 60 fortsat være drejeligt forbundet til delen 62 som følge af forbindelsen og samarbejdet mellem de ringformede dele 74 og 76 på delen 62 og de ringformede udsparinger 78 og 80 i delen 60.

Man vil derfor se, at der i den i fig. 4-5 viste konstruktion både 30 findes en primær drejelig forbindelse mellem delene 60 og 62 bestående af den primære drejebolt 64 og antifriktionslejet 66 samt en sekundær drejelig forbindelse svigter, virker som følge af samarbejdet mellem de ringformede dele 74 og 76 og de ringformede udsparinger 78 og 80.

Mellem delene 74 og 76 og udsparingerne 78 og 80 kan der udformes 35 tilstrækkelig frigang til, at den sekundære drejelige forbindelse ikke hindrer drejningen af delene 60 og 62, når den primære drejelige forbindelse 64 og 66 er virksom.

Claims

1. Drejelig ledforbindelse omfattende: en første del (12), en anden del (14), der har en kløftet ende (22), som omslutter i det mindste en del af den første del, en boltforbin-5 delse (30), der strækker sig gennem den første og den anden del på et bestemt sted og udgør en primær drejelig forbindelse mellem den første og den anden del, samt andre organer, der træder i funktion som sekundær drejelig forbindelse mellem den første og den anden del, hvis den primære forbindelse bliver uvirksom, 10 kendetegnet ved, at den første del (12) har en hjulformet ende, at de andre organer omfatter i det mindste tre kontaktflader (24, 26, 28 og 24', 26, 28), der er anbragt i den anden dels (14) kløftede ende (22), og som er placeret med indbyrdes periferisk afstand omkring den første dels (12) hjulformede ende og som kan gå 15 i kontakt med periferien af den hjulformede ende og udgøre den sekundære drejelige forbindelse, dersom den nævnte primære drejelige boltforbindelse bliver uvirksom, og at afstanden mellem to vilkårlige af de nævnte kontaktflader (24, 26, 28 og 24’, 26, 28) er mindre end diameteren af den første dels (12) hjulformede ende.

2. Drejelig ledforbindelse ifølge krav 1, kendetegnet ved, at kontaktfladerne (24, 26, 28 og 24', 26, 28) er placeret med i hovedsagen lige store indbyrdes periferiske afstande langs periferien af den første dels hjulformede ende.

3. Drejelig ledforbindelse ifølge krav 1 eller 2, 25 kendetegnet ved, at kontaktfladerne (24, 26, 28 og 24', 26, 28) er placeret i en sådan radial afstand fra periferien på den første dels hjulformede ende, at de ikke griber forstyrrende ind i den drejelige forbindelses drejefunktion, når den primære drejelige forbindelse er virksom.

4. Drejelig ledforbindelse ifølge krav 3, kendetegnet ved, at én af kontaktfladerne (28) danner rullekontakt med periferien på den første dels (12) hjulformede ende, og at de andre kontaktflader (24, 26) frembringer faste friktionskon- DK 151727B ίο taktflader for samarbejde med periferien på den første dels (12) hjulformede ende.

5. Drejelig ledforbindelse ifølge krav 4, kendetegnet ved, at friktionskontaktfladerne (24, 26) er 5 dele af plane flader (44, 46) i den anden dels (14) kløftede ende (22), hvilke flader strækker sig i hovedsagen tangentielt til periferien på den første dels (12) hjulformede ende for tilvejebringelse af linjekontakt mellem periferien på den første dels (12) hjulformede ende og de tangentielle flader (44, 46).

6. Drejelig ledforbindelse ifølge krav 5, kendetegnet ved, at den anden dels kløftede ende (22) har med indbyrdes afstand anbragte sidevægge (36, 38) placeret på hver sin side af den første dels hjulformede ende, og at den første dels hjulformede ende langs sin periferi (20) er af reduceret tykkelse for 15 tilvejebringelse af en i hovedsagen lateral frigang mellem periferien med reduceret tykkelse på den første dels hjulformede ende og sidevæggene (36, 38) på den anden dels (14) kløftede ende (22).

7. Drejelig ledforbindelse ifølge et hvilket som helst af kravene 1-3, kendetegn et ved, at to af kontaktfladerne (24', 28) frem- 20 bringer en rullekontakt med periferien (20) på den første dels (12) hjulformede ende.

8. Drejelig ledforbindelse ifølge krav 7, kendetegnet ved, at den anden dels kløftede ende (22) har med indbyrdes afstand anbragte sidevægge (36, 38) placeret på hver 25 sin side af den første dels hjulformede ende, at de to rullekontaktflader (24', 28) tilvejebringes af to med indbyrdes periferisk afstand anbragte ruller (48, 52) mellem sidevægsdelene (36, 38) i den anden dels kløftede ende, og at i det mindste én af rulledelene understøttes af en enkelt boltsamling, så at der kun behøves indsætning af én bolt 30 for anbringelse af denne ene rulle, og så at som følge af den indbyrdes periferiske afstand mellem rullerne blot denne ene bolt og den primære bolt behøver at blive fjernet for adskillelse af forbindelsen.