DE1251161B - Durch ein Druckmittel betriebene Betätigungsvorrichtung mit zwei Betriebsstellungen, insbesondere fur Schubwendeemrichtungen von Strahltriebwerken - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

B 64 c

F 15 b
Deutsche Kl.: 62 b - 37/02

Nummer: 1251161

Aktenzeichen: P 33392 XI/62 b

Anmeldetag: 17. Januar 1964

Auslegetag: 28. September 1967

Die Erfindung betrifft eine durch ein Druckmittel betriebene Betätigungsvorrichtung mit zwei Betriebsstellungen und mit einem Stellungswahlventil in der zur Betätigungsvorrichtung führenden Druckmittelleitung, insbesondere für Schubwendeeinrichtungen von Strahltriebwerken.

Aufgabe der Erfindung ist es, am Ende eines jeden der gegenläufigen Arbeitswege eine selbsttätige Sperrung des betätigten Organs zu bewirken und so dessen Verstellung zu verhindern, falls das Druckmittel einmal ausfallen sollte.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß das Stellungswahlventil je nach seiner Stellung das Druckmittel dem einen oder anderen von zwei Einlassen eines Schaltsperrventils zuführt, dessen Kolben eine Sperreinrichtung betätigt, die in beiden Endstellungen des Kolbens in je eine auf zwei etwa diametral gegenüberliegenden Gleitflächen einer mit einer Betätigungswelle verbundenen Scheibe vorgesehene Sperraste eingreift, sowie einen Ventilkörper betätigt, dessen Bewegung jeweils in einer Zwischenstellung durch die Sperreinrichtung unterbrochen wird, wobei der Ventilkörper so ausgebildet ist, daß er in der Zwischenstellung das Druckmittel vom Stellungswahlventil derjenigen Seite der Betätigungsvorrichtung zuführt, auf der das Druckmittel die Betätigungswelle in die jeweils andere Endstellung bewegt, und während des Einrastens der Sperreinrichtung am Ende der Bewegung der Betätigungsvorrichtung die Druckmittelleitung zu dieser abschließt.

In vielen Fällen und insbesondere bei dem angegebenen Verwendungszweck ist es vorteilhaft, die aus dem Schaltsperrventil und dem Stellungswahlventil bestehende Einheit auf einer Seite des Strahltriebwerkes od. dgl. anzubringen und die Betriebsleitung zu den beiden Seiten des Antriebes durch die Montagefläche hindurchzuleiten. Sind zwei Strahltriebwerke od. dgl. vorhanden, von denen jedes mit einer erfindungsgemäßen Betätigungsvorrichtung ausgerüstet ist, so hat es sich oft als zweckmäßig erwiesen, die beiden Stellungswahlventile so anzuordnen, daß sie einander zugekehrt sind. Um in diesem Fall sicherzustellen, daß die gleiche Stellung der betreffenden Stellungswahlventile in beiden Strahltriebwerken die gleiche Stellung der Schubwendeeinrichtung bewirkt, müssen die Drehrichtungen der beiden drehbaren Elemente, die durch eine ähnliche Bewegung ihrer Stellungswahlventile veranlaßt werden, gegeneinandergerichtet sein. Es müssen also zwei Schaltsperrventileinheiten vorgesehen sein, die gegeneinander umgekehrte Verbindungen zwischen dem Schaltsperrventil und dem Stellungswahlventil aufweisen. Es ist Durch ein Druckmittel

betriebene Betätigungsvorrichtung

mit zwei Betriebsstellungen,

insbesondere für Schubwendeeinrichtungen

von Strahltriebwerken

Anmelder:

The Plessey Company (U. K.) Limited,

Ilford, Essex (Großbritannien)

Vertreter:

Dipl.-Ing. E. Prinz, Dr. G. Hauser

und Dipl.-Ing. G. Leiser, Patentanwälte,

München-Pasing, Ernsberger Str. 19

Als Erfinder benannt:

Henry Vernon King,

Fareham, Hampshire (Großbritannien)

Beanspruchte Priorität:

Großbritannien vom 18. Januar 1963 (2284)

^: erwünscht, hierzu identische Teile zu benutzen, während gleichzeitig eine leichte Unterscheidung zwischen den beiden Ventilarten sichergestellt sein muß. Zu diesem Zweck sind die DruckmitteJleitungen, welche von den beiden Enden der Bohrung des Stellungs-

. wahlventils zu den beiden Enden der Bohrung des Schaltsperrventils führen, gemäß einem Merkmal der Erfindung so angeordnet, daß sie durch den Verbindungsflansch zwischen den beiden Ventilen an diametral gegenüberliegenden Stellen hindurchgehen. Die beiden Flansche sind dabei mit einer Indexmarke und mit zwei Unterscheidungssymbolen od. dgl., die mit der Indexmarke in den beiden gegeneinander verkehrten Stellen der Anordnung zusammenarbeiten, versehen. Eine besonders geeignete Ausführungsform der Indexmarke besteht aus einem Vorsprung, der von einem der beiden Flansche vorsteht und eines der beiden unterschiedlichen Symbole auf dem anderen Flansch verdeckt, so daß in jedem Fall nur das gültige Symbol sichtbar ist.

Eine beispielsweise Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes zeigt die Zeichnung, und zwar ist F i g. 1 eine teilweise geschnittene Seitenansicht

einer Betätigungsvorrichtung gemäß der Erfindung,

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Fig. 2 ein Längsschnitt durch das Schaltsperrven- an dem dem obenerwähnten Boden entgegengesetzten til und das Stellungswahlventil und Ende verschließt. Querbohrungen 60 nahe dem KoI-

F i g. 3 A und 3 B eine Ansicht der aus dem Schalt- ben 9 schaffen eine Verbindung zwischen der Ringsperrventil und dem Stellungswahlventil gebildeten kammer, zwischen den Rohren 52 und 57 und dem Einheit für Links- bzw. Rechtsmontage. 5 Ende des Zylinders der Antriebsvorrichtung nahe der

In F i g. 1 bezeichnet 1 eine Welle, welche die Endkappe 59. Über den ganzen Hubweg des KoI-Schubwendeeinrichtung eines Flugzeugstrahltrieb- bens 9 ist das Rohr 51 an beiden Enden unterstützt. Werkes betätigt. Die Welle 1 trägt einen Befätigurigs- Ein Ende ist mit dem Boden des Zylinders 8 verhebel mit zwei sich in entgegengesetzter Richtung er- bunden, während das andere Ende des Rohres 51 in streckenden Armen 2 und 3 und eine Scheibe, die io dem Rohr 52 gelagert ist. Diese Konstruktion sichert zwei zylindrische Gleitflächen 4 und 5 aufweist, von eine ständige Verbindung des Rohres 51 und damit denen jede an einer Sperraste 6 bzw. 7 endet. Der des Endes eines Kanals in dem Schwenkzapfen 12 Zweck dieser Scheibe wird weiter unten beschrieben des Zylinders 8 mit dem abgekehrten Zylinderende, werden. Die beiden doppeltwirkenden Antriebe Das Schaltsperrventil 14 ist außer für seine Aufgabe, haben je einen Zylinder 8 mit einem Kolben 9, und 15 das Druckmittel auf die entsprechenden Seiten der jeder Kolben 9 ist durch eine Kolbenstange 10 an Zylinder 8 zu verteilen, zu dem Zweck vorgesehen, einen Kurbelzapfen 11 am Ende des Armes 2 bzw. 3 um die Rollen der beiden Sperrvorrichtungen 16 und des Betätigungshebels angeschlossen. Jeder Zylin- 17 zu betätigen, die durch die Stange 18 in einem der 8 ist an dem dem Kurbelzapfen 11 abgekehrten Abstand verbunden sind, der ausreicht, damit die Ende mittels eines Zapfens 12 an einen ortsfesten 20 zylindrischen Gleitflächen 4, 5 der Scheibe sich zwi-Rahmen 13 angelenkt. Eine Ventilanordnung, die sehen diesen Rollen drehen können, aus einem Schaltsperrventil 14 und einem durch Die Kolbenstange 36 des Schaltsperrventils 14

einen Endflansch damit koaxial verbundenen Stel- kann an ihrem Ende die Rolle 16 tragen, während lungswahlventil 15 besteht, dient dazu, den Zutritt für die andere Rolle 17, welche mit ihr durch die des Druckmittels zu dem dem Schwenkzapfen 12 zu- 25 Stange 18 verbunden ist, Führungsmittel vorgesehen gekehrten Ende eines der Zylinder 8 und zu dem ent- sein können. In der dargestellten Ausführungsform gegengesetzten Ende des anderen Zylinders 8 oder ist jedoch jede der Rollen 16 und 17 durch einen umgekehrt zu überwachen, derart, daß die Kolben- Lenker 62 bzw. 63 geführt. Ein weiterer Lenker 64 stangen 10 der beiden Zylinder 8 im wesentlichen ist zwischen die Rolle 16 und das Ende der Kolbengleiche entgegengesetzte Kräfte auf die beiden Kurbel- 30 stange 36 des Schaltsperrventils eingeschaltet. Auf zapfen 11 übertragen. Die Kolbenstangen lassen also diese Weise wird die Kolbenstange von Querkräften durch ihr gemeinsames Wirken an der Welle 1 keine entlastet, die auftreten, wenn die Welle 1 entgegen resultierende Kraft, sondern nur ein resultierendes der von der Rolle 16 bewirkten Sperrung eine Dreh-Drehmoment entstehen, das der Summe der von jeder bewegung auszuführen sucht.

der Kolbenstangen 10 übertragenen Kräfte, multipli- 35 Infolge der weiter unten näher beschriebenen Konziert mit dem Abstand der Kolbenstangen von der struktion hebt das Schaltsperrventil 14 dann, wenn Achse der Welle 1, entspricht. das Stellungswahlventil 15 für eine Umstellung der

Um einen Anschluß an die beiden Enden jedes Welle 1 eingestellt ist, zunächst die in ihrer Sperraste Zylinders 8 herzustellen, ohne daß außen angeord- liegende Sperrolle aus. Im Fall der F i g. 1 wird also nete Rohrleitungen erforderlich sind, dient als Druck-. 40 durch das Schaltsperrventil 14 die Rolle 17 aus der mittelleitung zu dem rechten Ende jedes Kolbens 9 Sperraste 7 ausgehoben, dagegen die andere Rolle 16 ein gerades Rohr 51, das sich von der Mitte des Zy- an die zylindrische Gleitfläche der Scheibe zur Anlinderbodens nahe dem Schwenkzapfen 12 durch eine lage gebracht. Wird in dem genannten Ausführungs-Mittelöffnung des Kolbens 9 in eine rohrförmige KoI- beispiel die Rolle 16 auf die Gleitfläche 4 gedrückt, benstange 52 erstreckt. Das freie Ende des Rohres 51 45 so hat dies einstweilen eine Beendigung des Hubes ist in dem Rohr 52 mittels einer Packung 61 mit Ab- des Schaltsperrventils 14 in einer Stellung zur Folge, dichtung geführt. Die rohrförmige Kolbenstange 52 in welcher dieses Ventil Druckmittel den Zylindern 8 hat einen Kopf 53, der an dem Ende des Kolbens des Antriebes für eine Drehung der Welle 1 entgegen anliegt, welches dem Zylinderboden zugekehrt ist, dem Uhrzeigersinn zuleitet. Infolgedessen nimmt der während das andere Ende der Kolbenstange 52 durch 50 Antrieb eine Umstellung der Welle 1 und damit der einen Stopfen 54 verschlossen ist. Das mit Gewinde Schubwendeeinrichtung des Strahltriebwerkes vor. versehene Ende des Stopfens 54 steht mit einem Auge Am Ende dieser Umstellbewegung erreicht die Rolle in Verbindung, das an den Kurbelzapfen 11 des He- 16 die Sperraste 6 der Gleitfläche 4, und sie wird bels 2 angelenkt ist. Das Innere der Kolbenstange 52 dann durch den Kolben des Schaltsperrventils 14 in ist durch Querbohrungen 56 nahe dem geschlossenen 55 diese Sperraste hineinbewegt. Dabei verschiebt sich Ende der Stange mit einer Ringkammer verbunden, der Kolben des Schaltsperrventils 14 von der Zwidie zwischen der Kolbenstange 52 und einem äußeren schenstellung, in welcher er durch die Gleitfläche 4 Rohr 57 gebildet ist, das die Kolbenstange 52 koaxial zurückgehalten wurde, bis zum Ende seines Hubes, umgibt. Das äußere Rohr 57 ist an einem Ende an d. h. bis in eine Stellung, in welcher das Schaltsperreiner Schulter des Auges 55 gehaltert und liegt an 60 ventil mit der umgekehrten Folge von Arbeitsgängen seinem anderen Ende an dem Kolben 9 an. Es bil- beginnen kann, wenn das Stellungswahlventil 15 wiedet also zwischen diesen beiden Teilen ein Abstand der umgestellt wird.

haltendes Element, und der abdichtende Kontakt mit Gemäß F i g. 2 hat das Stellungswahlventil 15 eine

den beiden Teilen wird durch das Rohr 52 gesichert, . zylindrische Bohrung 19, die bei 20 mit der Armodas als Spannbolzen wirkt. Das Rohr 57 bildet eine 65 Sphäre in Verbindung steht und die nahe der Mitte äußere Hülle der Kolbenstange 10, und es gleitet mit ihrer Länge einen Einlaß 21 für den Anschluß einer Abdichtung in einer Packung 58, die in einer End- Druckmittelzuleitung aufweist. Die beiden Einlasse kappe 59 untergebracht ist, welche den Zylinder 8 22 und 23, die von dem Einlaß 21 in entgegengesetz-

ten Richtungen gleich weit entfernt sind, stehen durch Kanäle 24 bzw. 25 mit den beiden Enden einer im Durchmesser größeren zylindrischen Bohrung 27 des eigentlichen Schaltsperrventils 14 in Verbindung. Die Kanäle 24 und 25 gehen durch die einander zugekehrten Flächen der Verbindungsflansche 28, 29 des Schaltsperrventils bzw. des Stellungswahlventils an Stellen hindurch, die symmetrisch zur gemeinsamen Achse der Ventile liegen. In der Bohrung 19 des Stellungswahlventils bewegt sich ein Schieberelement 30, das zwei in axialer Richtung in Abstand befindliche Laufflächen hat, die von Kohleringen 31 und 32 gebildet werden. Das Schieberelement 30 wird mittels eines Gestänges 33 von dem Führersitz aus betätigt. Die Bohrungen des Stellungswahl- und des Schaltsperrventils sind voneinander durch eine Trennwand

34 getrennt, die zwischen den Flanschen 28 und 29 eingespannt ist und Öffnungen aufweist, die sich mit den Kanälen 24 und 25 decken. Das Schaltsperrventil 14 hat einen Kolben 35. Dieser Kolben bewegt sich in der Bohrung 27 unter dem Einfluß des Druckmittels, das dem einen oder anderen Ende der Bohrung über das Stellungswahlventil 15 zugeführt wird. Das Schaltsperrventil hat eine Kolbenstange 36, die durch eine Kohledichtung 37 hindurchgeht. In der Bohrung 27 sind zwei Druckmittelleitungen 38 und 39 angeordnet, deren axiale Länge im Verhältnis zu ihrem Querschnitt kurz ist. Diese Leitungen befinden sich in axialem Abstand voneinander und von den beiden Enden der Bohrung, so daß sich jede etwa auf halber Strecke zwischen den beiden Enden des Kolbens 35 befindet, wenn der letztere an dem entsprechenden Ende seines Hubes angelangt ist. Wenn der Kolben

35 sich in der Mitte seines Hubes, d.h. in der Stellung befindet, in welcher seine Bewegung zeitweise beendet wird, sobald eine der Rollen 16,17 auf die zylindrische Gleitfläche 4 bzw. 5 gelangt, so sind beide Leitungen 38 bzw. 39 unbedeckt, und sie stehen mit den Kanälen 24 bzw. 25 in freier Verbindung. Eine im wesentlichen druckmitteldichte Abdichtung zwischen dem Umfang des Kolbens 35 und der Bohrung 27 ist durch zwei in axialem Abstand befindliche Ventilkörper 40 und 41 gesichert, während eine Nut 42 zwischen den beiden Ventilkörpern mit einem beschränkten Durchlaß in Verbindung steht, der durch radiale Bohrungen gebildet wird, welche in die axialen Bohrungen 43 der Kolbenstange 36 führen.

Um die Sperrollen 16 bzw. 17 in ihrer Sperrstellung auch dann zu halten, wenn das Druckmittel ausfallen sollte, sind von der Trennwand 34 getragene Arretierungsfedern 46 vorgesehen, die in Kerben oder sonstige Ausnehmungen 47 bzw. 48 in der Bohrung 49 der hohlen Kolbenstange 36 an den beiden Enden ihres Hubweges eingreifen können. Ähnliche Arretierungsfedern 50, die in Ausnehmungen in einer ähnlichen Bohrung des Schieberelementes 30 eingreifen, sind zweckmäßig ebenfalls vorgesehen, um das Schieberelement 30 an jedem Ende seines Hubweges gegen zufällige Verschiebung festzuhalten.

Zur Schaffung einer Rechts- bzw. Linksausführung ist die Beziehung zwischen der Stellung des Schieberelementes 30 und dem Ende der Bohrung 27, wo das Druckmittel zugeführt wird, umkehrbar gemacht. Dies geschieht dadurch, daß die Flansche 28 und 29 so ausgebildet sind, daß sie in zwei Stellungen miteinander verbunden werden können, die um 180° um die gemeinsame Achse gegeneinander versetzt sind. Um die Rechts- bzw. Linksausführung identifizieren zu können, sind Markierungen, wie z.B. die Buchstaben R und L, vorgesehen, die sich auf die Rechtsbzw. Linksausführung beziehen und an diametral gegenüberliegenden Stellen des Flansches 29 angebracht sind. Das Stellungswahlventil 15 wird von dem Schaltsperrventil 14 getragen, und das letztere ist an dem Maschinengehäuse od. dgl. mit Hilfe von Augen 44 befestigt. Der Flansch 28 hat einen Ansatz oder Vorsprung 45 (F i g. 3 A und 3 B), welcher in

ίο jeder der beiden Zusammenbaustellungen das nicht passende Symbol abdeckt.

Für jede Schubwendeeinrichtung sind zweckmäßig zwei Antriebe 8, 9 und 10 vorgesehen, und zwar einer an jeder Seite der Maschine. Der eine der Antriebe ist in der vorstehend beschriebenen Weise konstruiert, während der andere eine abhängige Einheit darstellt, die an das Schaltsperrventil des ersten Antriebes in Parallelschaltung angeschlossen ist.

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Durch ein Druckmittel betriebene Betätigungsvorrichtung mit zwei Betriebsstellurigen und mit einem Stellungswahlventil in der zur Betätigungsvorrichtung führenden Druckmittelleitung, insbesondere für Schubwendeeinrichtungen von Strahltriebwerken, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellungswahlventil (15) je nach seiner Stellung das Druckmittel dem einen oder anderen von zwei Einlassen (24, 25) eines Schalt-Sperrventils (14) zuführt, dessen Kolben (35) eine Sperreinrichtung (16,17,18) betätigt, die in beiden Endstellungen des Kolbens in je eine auf zwei etwa diametral gegenüberliegenden Gleitflächen (4,5) einer mit einer Betätigungswelle (1) verbundenen Scheibe vorgesehene Sperraste (6, 7) eingreift sowie einen Ventilkörper (40, 41) betätigt, dessen Bewegung jeweils in einer Zwischenstellung durch die Sperreinrichtung unterbrochen wird, wobei der Ventilkörper so ausgebildet ist, daß er in der Zwischenstellung das Druckmittel vom Stellungswahlventil (15) derjenigen Seite der Betätigungsvorrichtung zuführt, auf der das Druckmittel die Betätigungswelle in die jeweils andere Endstellung bewegt und während des Einrastens der Sperreinrichtung am Ende der Bewegung der Betätigungsvorrichtung die Druckmittelleitung (38, 39) zu dieser abschließt.

2. Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 1 mit einem oder mehreren doppeltwirkenden druckmittelbetätigten Hauptantrieben, dadurch gekennzeichnet, daß ein handbetätigtes Schieberelement (30) vorgesehen ist, welches wahlweise das Druckmittel einer Seite des Kolbens des Schaltsperrventils (14) zuleitet und die andere Seite des KoI-bens von dem Druckmittel entlastet, oder umgekehrt, wobei elastische Halterfedern (46, 50) den Kolben des Schaltsperrventils (14) und das handbetätigte Schieberelement (30) in jeder der Endstellungen zu halten suchen.

3. Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellungswahlventil (15) mit dem handbetätigten Schieberelement (30) und mit dem Schaltsperrventil (14) koaxial angeordnet ist, mit letzterem durch einen Flansch in Verbindung steht und eine in sich geschlossene Einheit bildet.

4. Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben des

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Schaltsperrventils (14) nahe der Mitte seiner Länge zwischen den abdichtenden Ventilkörpern (40, 41) einen Auslaß (42) von begrenztem Querschnitt hat.

5. Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 1 und 3 für eine Schubwendeeinriehtung für Strahltriebwerke von Flugzeugen, dadurch gekennzeichnet, daß die aus dem Schaltsperrventil und dem Stellungswahlventil mit dem handbetätigten Schieberelement (30) bestehende Einheit auf einer Seite des Strahltriebwerkes angebracht ist und die dem Betrieb dienenden Leitungen zu den beiden Seiten jedes Antriebes durch die Montageflächen hindurchgeführt sind.

6. Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 1 bis 5 in zweifacher Anordnung für zwei Schubwendeeinrichtungen, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Stellungswahlventile einander zugekehrt sind, wobei in jedem dieser Ventile die Druckmittelkanäle, welche von den beiden Enden der Bohrung dieser Ventile zu den beiden Enden

.der Bohrung des Schaltsperrventils führen, so angeordnet sind, daß sie zwischen den beiden Ventilen an diametral gegenüberliegenden Stellen durch den Verbindungsflansch hindurchgehen, und wobei die beiden Flansche eine Indexmarke und zwei Unterscheidungssymbole od. dgl. tragen, welche in den beiden gegeneinander versetzten Stellungen der Anordnung mit der Indexmarke in Beziehung stehen.

7. Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch Druckmittelzylinder, die an einen ortsfesten Rahmen angelenkt sind, und einem dieser Zylinder zugeordneten Betriebsleitungen, die durch den Schwenkzapfen an einem Ende des Zylinders hindurchgehen, während die Verbindung mit dem anderen Zylinderende mittels eines Rohres bewirkt wird, welches mit dem Kolben koaxial verläuft und an das angelenkte Zylinderende angeschlossen ist, wobei sich das Rohr mit gleitender Abdichtung durch eine hohle Kolbenstange erstreckt und die Kolbenstange von einer druckmitteldichten Hülse umgeben Ist, welche mit der Endabdichtung am anderen Ende des Zylinders zusammenarbeitet. und nahe der abgekehrten Kolbenseite einen Auslaß hat.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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