[发明专利]用于线性致动器的外部机械互锁装置

说明书

本申请要求2005年9月7日提交的美国临时专利申请No.60/714,807以及2005年9月7日提交的德国专利申请No.10 2005 042 510.0的优先权，其内容以参引方式结合入本文。

技术领域

本发明总体上涉及一种活塞气缸单元的设计布置。具体地，本发明涉及一种锁定机构，利用该锁定机构，相对于线性致动器的气缸固定线性致动器的活塞杆，因此，通过这种配备有锁定机构的线性致动器，飞行器的水平稳定器——例如水平尾翼——的倾斜位置可相对于飞行器主体变动。最后，本发明涉及一种飞行器，其配备有这种装备有根据本发明的锁定机构的线性致动器，由此，飞行器的例如水平尾翼的水平稳定器的倾斜位置可相对于飞行器主体变动。

背景技术

通常，可相对于飞行器主体配平其倾斜位置的飞行器尾翼通过梯形螺纹轴或滚珠丝杠来配平，以改变其相对于飞行器主体的倾斜位置。这种用于改变飞行器尾翼相对于飞行器主体的倾斜位置的致动器通常在航空航天技术中称作“可配平水平稳定器致动器”(简称THSA)，将在本发明中使用该术语。为了静态地保持住载荷，梯形螺纹轴构造成自锁的，而滚珠丝杠构造成是滞后的。

虽然将气压或液压活塞气缸单元用作可配平水平稳定器致动器是有利的，但是这通常是不可能的，因为在这种活塞气缸单元的压力供给中断的情况下，不再可能将载荷保持在位。尽管例如所谓的“Krüger致动器”的最终位置锁定机构是已知的，但是这种最终位置锁定机构不能够将活塞气缸单元固定在任意的位置上。此外，存在各种用于将活塞气缸单元保持在任意位置上的已知技术，然而这些系统通常是基于非形状配合连接，而是通过气缸内部中的摩擦耦联来实现——例如由公司制造的所谓“气缸”。

利用这种非形状配合的锁定机构，仅能够产生相对较小的静态保持力，其远小于由活塞气缸单元本身所产生的致动动力。因而，用于锁定线性致动器的已知解决方案仅能够将线性致动器安全地锁定在一个限定的位置上或者仅施加较小的保持力(例如通过非形状配合锁定机构)。

此外，由于已知的锁定机构方案设置于活塞气缸单元的内部，所以它们不能够被很好地检测或者根本无法检测。由于前述的缺点，活塞气缸单元不能被考虑用作可配平水平稳定器致动器。

发明内容

考虑到上述的缺点——其阻止了活塞气缸单元作为可配平水平稳定器致动器的使用，需要提供一种实施方案，其中例如活塞气缸单元的线性致动器能够可靠地用作可配平水平稳定器致动器。

如果本发明的内容中提到线性致动器，则其包括例如通过液压、气压或诸如由磁场产生的电能驱动的所有活塞气缸单元。特别地，线性致动器理解为液压缸或气压缸。

这种需要可通过一种锁定机构、通过使用配备有这种锁定机构的线性致动器、以及通过配备具有根据示例实施方式的锁定机构的线性致动器的飞行器来满足，利用该锁定机构，能够相对于线性致动器的气缸固定该线性致动器的活塞杆，通过使用配备有这种锁定机构的线性致动器，可以调整飞行器的例如水平尾翼的水平稳定器相对于飞行器主体的倾斜位置，通过配备具有根据示例实施方式的锁定机构的线性致动器的飞行器，可以调整飞行器的例如水平尾翼的水平稳定器相对于飞行器主体的倾斜位置。

根据第一实施方式，本发明的锁定机构可相对于线性致动器的气缸固定该线性致动器的活塞杆。根据第一实施方式的锁定机构包括多个第一形状配合锁定元件，所述多个第一形状配合锁定元件沿纵向设置在气缸的外周上并且彼此间隔一定的距离。锁定机构还包括至少一个第二形状配合锁定元件，当线性致动器被激励时，第二形状配合锁定元件与活塞杆一起移动，并移动过气缸的一部分。第二形状配合锁定元件与活塞杆的同时移动可通过将第二形状配合锁定元件至少间接地连接到活塞杆来实现。为了相对于气缸固定活塞杆，所述至少一个第二形状配合锁定元件形成为与位于气缸纵向上离散位置处的多个第一形状配合锁定元件中的一个接合。基于前述的第二形状配合锁定元件至少间接地连接到活塞杆的事实，由于获得的形状配合锁定，所以可以防止线性致动器的进一步操作，从而在线性致动器的能量供应中断情况下，可通过使用根据本发明的锁定元件将线性致动器保持在最后的固定位置上。

作为该第一实施方式的替代方式，还可以使所述关系逆转。在这种情况下，根据替代的第二实施方式，锁定元件包括至少一个第一形状配合锁定元件，该第一形状配合锁定元件设置在气缸的活塞杆出口区域处的外周上。锁定机构还包括多个第二锁定元件，当线性致动器操作时，第二锁定元件与活塞杆一起移动，从而经过第一形状配合锁定元件。