DE1531384A1

DE1531384A1 - Gelenkverbindung zwischen dem Rumpf und den schwenkbaren Tragfluegeln eines Flugzeugs veraenderlicher Geometrie

Info

Publication number: DE1531384A1
Application number: DE1967A0057767
Authority: DE
Inventors: Henri Deplante
Original assignee: Dassault Aviation SA
Current assignee: Dassault Aviation SA
Priority date: 1967-05-23
Filing date: 1967-12-21
Publication date: 1970-03-05
Also published as: DE1531384C3; DE1531384B2; GB1209189A; FR1531596A

Description

PaVen*änl

Dr. Ing. H. Negendank

Dipl. Ing. H. Hauck Dipl. Phys. W. Schmitz

8 Munch·« 15, Morartrfr.23

■ Tel. 53805 86

Avions Marcel Dassault
?8, Quai Carnot

92-Saint-Cloud. / Frankreich l8. Dezember I967

" Anwaltakte M-211

Gelenkverbindung zwischen dem Rumpf und den schwenkbaren Tragflügeln eines Flugzeugs veränderlicher Geometrie

Die Erfindung, betrifft eine Gelenkverbindung zwischen dem Rumpf und/den schwenkbaren Tragflügeln eines Flugzeugs veränderlicher Geometrie; Die erfindungsgemäße Gelenkverbindung soll sowohl eine sichert Betriebsweise der Flügelverstellung gewährleisten, als auch.für eine einwandfreie Kraftübertragung zwischen Flügel und Rumpf Während des Flugs sorgen.

Die Gelenkverbindung ist erfitidüngsgemäß gekennzeichnet durch die "Kombination zweier ineinander bewegbarer Gelenkteile, von denen das eine mit dem Skelett des Rumpfs und das andere mit dem Skelett eine« der Tragflügel verbunden ist; einer vorzugsweise' hohlen Oplpukäehse _i die quer durch die beiden Gelenkteile verläuft und oeide miteinander verbindet; zweier unabhängiger koaxialer Gelen-•f-5, die um die Gel'enkachse herum derart angeordnet sind, daß bei Blockieren des einen Gelenks das andere Gelenk die Schwenkbewegung

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ausführt; und Lager; über die sich die Gelenkteile zur Aufnahme von Scherkräften aneinander abstützen können, und zwar bei jeder Flugelstellung, sowohl im Normälflug als auch im Rückenflug.

Die miteinander in Verbindung stehenden Endabsehhitte der Gelenkteile weisen jeweils zwei Plansche auf; die Flansche des einen Gelerikteils bilden eine Gabel zur Aufnahme der Plansche des anderen Gelenkteils. Die beiden Arme dieser Gabel werden durch

W eine die hohle Gelenkächse umgebende rohrförmige Zwischenwand auf Abstand gehalten und durch Sehulterabschnitte der Gelenkachse gegen die Enden der rohrförmigen Zwischenwand gedrückt; Die Zwischenwand verläuft quer durch die' beiden Plansche des inneren Gelehkteils, und die beiden Gelenke bestehen aus zwei die Zwischenwand umgebenden Ringen; die zwischen der Zwischenwand und eirier Bohrung der Plansche des inneren Gelenktreüs eirigesetzt sindi wobei die inneren Lagerflächeh der Ringe gemeinsam mit der Zwischenwand das eine Gelenk und die äußeren Lagerflächen der

^ Ringe g-emeihsäm mit den Planschen das inneren Gelenkteiis das andere Gelenk bilden. Vorzugsweise ist bei jedem Ring eine der Lägerflächeh zylindrisch und die anderö Lägerfläche sphärisch ausgebildet, s'ö daß äie Ringe eine" gewisse Schwingungsfreiheit besitzen; damit sich beim Zusammenbau die zylindrischen Lagerflachen zueinander ausrichten und sie während elastischer Verformungen im Flug diese Ausrichtung beibehalten.

Die sphärischen Lagerflächen sind mit großer Genauigkeit

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hergestellt und werden Vorzugsweise eingeschliffen. Das durch die sphärischen Lagerflächen gebildete Gelenk hat ein kleines Spiel, während das durch die zylindrischen Lagerflächen gebildete Gelenk ein großes Spiel hat, so daß die Schwenkbewegung der Tragflügel normalerweise über die zylindrischen Lagerflächen erfolgt, und die sphärischen Lagerflächen nur im Falle eines Blockierens des zylindrischen Gelenks die Schwenkbewegung übernehmen.

Vorteilhafterweise werden die beiden Gelenke mit einem festen Schmierstoff geringer Reibung, wie z.B. Teflon, versehen, der bei ^ dem Gelenk mit kleinem Spiel die Form einer dünnen Schicht und bei dem Gelenk mit großem Spiel die Form eines Gewebes besitzt. Vorzugsweise ist- das mit dem Rumpf verbundene Gelenkteil am ' Skelett des Rumpfs durch zwei rechtwinklige Arme befestigt, von denen der eine auf der Längs-Symmetrieebene des Flugzeugs senkrecht steht und mit dem Arm der gegenüberliegenden Gelenkverbindung einen Querholm zum Übertragen von Querkräften bildet, während der andere Arm, der nach vorne gerichtet ist, mit dem Skelett des Rumpfes die LHn^sverbindung bildet.

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Anhand der Zeichnungen wird ein AusfUhrungsbeispiel der, Erfindung näher erläutert. Es'zeigen: .

Fig. 1 eine Draufsicht auf ein Flugzeug veränderlicher Geometrie,

das mit erfindungsgemäßen Gelenkverbindungen ausgerüstet ■- ist, ■ ■'-'■■■

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Pig, 2 eine Draufsicht auf eine der Gelenkverbindungen, Fig. 3 einen Querschnitt längs der Linie III-III der Fig. 2

Fig. 1 zeigt ein Flugzeug, dessen Tragflügel a bezüglich des Rumpfes und der Längs-Symmetrieebene des Flugzeugs schwenkbar angeordnet sind, und zwar mittels Gelenkverbindungen b, die im folgenden genauer beschrieben werden. Die Oberfläche des Rumpfes geht auf beiden Seiten in ein profiliertes Rumpfanschlußstück a über, in dessen Inneres sich die Vorderkante a, des zugehörigen Tragflügels hineinbewegen kann und das für die aerodynamische Kontinuität der Tragflächen bei den verschiedenen Flügelstellungen (einschließlich der in ausgezogenen.und gestrichelten Linien dargestellten Stellungen) sorgt.

Wie man in den Fign. 2 und J5 sieht, trägt jede Gelenkverbindung ein am Skelett des Rumpfes befestigtes Gelenkteil 1 und ein am Skelett der Tragflügel befestigtes Gelenkteil 2. Diese verhältnismäßig großen Gelenkteile sind hohl und durch Trennwände >, 4 entsprechend den zu übertragenden Kräften versteift. An der Stelle der Verbindung weisen die Gelenkteile zwei Flansche la, 2a, auf, die relativ zueinander eben sind.

Die Flansche 2a des Gelenkteils 2 bilden eine Gabel, die den Endabschnitt la des Gelenkteils 1 umgibt; die umgekehrte Anordnung ist natürlich auch möglich.

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Jedes der Gelenkteile 1st mit einer kreisförmigen öffnung Ib ¹ bzw..2b versehen, durch die eine hohle Achse 5 verläuft. Zum Zweck des Einbaus besteht diese Achse aus zwei Teilen, von denen der "-, eine 5a den Gelenkkörper bildet, der sich quer durch die Gelenkverbindung erstreckt, während der andere Teil 5t> einen Planschdeckel bildet, der im Gelenkkörper 5a eingepaßt ist und mittels über den Umfang verteilter Schrauben 6 an ihm befestigt ist. Jeder der beiden Teile der Achse besitzt einen ringförmigen Schulterabschnitt 5d, der am entsprechenden Plansch 2a der Gabel anliegt. Eine rohrförmige Zwischenwand 7 umgibt die Achse 5 ^

zwischen den Armen der Gabel.2a, um die Kräfte zwischen den beiden Teilen der Gabel zu übertragen, die an ihrem Ende nicht verschlossen werden kann, wie das beim Ende des Gelenkteils 1 (siehe Wand auf der rechten Seite der Fig. J5.) der Fall ist. Die Länge der Zwischenwand a reicht aus, um die Arme 2a der Gabel an den Enden der Zwischenwand anliegen zu lassen, wenn der Flanschdeckel 5b angeschraubt ist, wobei zwischen den ebenen Flächen der Flansche la und 2a ein Spiel vorhanden ist.

An jedem Ende der Zwischenwand 7 befindet sich ein Ring 9, dessen Innenfläche zylindrisch und dessen Außenfläche sphärisch ausge-. bildet ist.

Die sphärisch ausgebildete Außenfläche jedes Ringes 9 wirkt mit einer sphärischen Fläche umgekehrter Krümmung zusammen, die sich an dem zugehörigen Flansch la befindet und die zur Erleichterung des Einbaus nicht unmittelbar an dem Flansch, sondern an einem

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Gegenring 10 vorgesehen ist." Jeder*Oegenringe 10, der in den zugehörigen Plansch la eingepaßt ist, wird durch Ringscheiben 12 gehalten. Die Ringscheiben Ϊ2 bestehen aus Halbringen, die durch Schrauben 13 miteinander verbunden sind.

Somit ist zwischen dem Gelenkteil 1 des Rumpfs und dem Gelekteil 2 des Tragflügels ein doppeltes Gelenk vorgesehen, dessen theoretische Achse mit der Achse A-A zusammenfällt. Das eine der Gelenke wird durch die koaxialen zylindrischen Lagerflachen der φ Ringe 9 und die zugehörigen Lagerflächen der Zwischenwand 7 gebildet. Das andere Gelenk besteht aus den sphärischen Lagerflächen der selben Ringe 9 und den zugehörigen Lagerflächen der Gegenringe lo, die mit den Planschen la des Gelenkteils 1 verbunden sind. Jedes der Gelenke kann, unabhängig voneinander, die relative Drehung des Gelenkteils 2 bezüglich des Gelenkteils 1 um die Achse A-A übernehmen.

Das Spiel 11 zwischen den Ringen 9 und den Gegenringen Io ist verhältnismäßig gering ( in der Größenordnung von einigen Mikron), wobei die konvexen und konkaven sphärischen Lagerflächen vorzugsweise aufeinander eingeschliffen sind. Im Spiel 11 befindet sich eine dünne Schicht aus festem Schmierstoff geringer Reibung, wie z.B. Polytetrafluoräthylen (Teflon). Die Drehung des Gelenkteils 2 bezüglich des Geienkteils 1 erfolgt normalerweise über die Zwischenwand 7 und die zylindrischen Lagerflächen der Ringe 9* da das entsprechende Spiel 14 größer als das Spiel 11 zwischen den j Ringen 9 und den Gegenringen Io ist. Das Spiel 14 liegt in der

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Größenordnung von einigen Hundertstel mm und ist mit einem Gewebe auf der Basis von Teflon oder eines anderen festen Schmierstoffs ausgestattet, wie es z.B. unter dem Namen "Pabroid" bekannt ist.

Bei dieser normalen Drehung der Bauteile 2, 5 und 7 um die Bautei le 1, 9 und Io gleitet die Zwischenwand 7 auf den zylindrischen Lagerflächen der Ringe 9·

Für den Fall, daß das Gelenk bei 14 blockiert, ermöglichen die Ringe 9 und die Gegenringe Io die Drehbewegung.

Außerdem bilden die Ringe 9 mi-t. den Gegenringen Io zwei Gelenke, in denen die Ringe 9 eine gewisse Schwingungsfreiheit haben. . Dadurch können die zylindrischen Lagerflächen der Ringe 9 beim Einbau genau ausgerichtet werden, wobei diese Ausrichtung trotz irgendwelcher elastischer Verformungen, die im Flug auftreten können, beibehalten wird.

Eine Schicht aus nicht rostendem Material ist vorzugsweise zwischen dem Abschnitt 5a der hohlen Achse und der Zwischenwand 7 bei 14a vorgesehen.

Um die vom Tragflügel auf den Rumpf ausgeübten Scherkräfte sowohl .im Norm'alflug wie auch im Rückenflug aufnehmen zu können, trägt das Gelenkteil 1 des Rumpfs oben und unten ein Lager 15, das vorzugsweise mit einer Gewebeschicht aus Teflon versehen ist. Dieses kreisförmig ausgebildete Lager 15 erstreckt sich nur über

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einen Umfangsbereich, der der maximalen Flügelverstellung entspricht.

Wie man in Fig. 2 sieht, geht das Gelenkteil 1 in zwei Arme über, von denen der eine 16 auf der Längs-Symmetrieebene des Flugzeugs ; senkrecht steht; die Spur der Längs-Symmetrieebene in der Zeich- ; nung ist parallel zu B-B.

Der Arm 16 kann am Arm der anderen Gelenkverbindung angrenzen, wodurch ein fester Querholm zwischen den Gelenkverbindungen ge-

bildet ist. ,

Der andere Arm 17 des Gelenkteils 1 schließt sich mit immer geringer werdendem Querschnitt am Längsgerippe des Rumpfes an. Die Gelenkverbindungen sind somit mit dem Rumpf sehr fest verbunden. Zum Schwenken der Tragflügel kann im Rahmen der Erfindung eine beliebige Betätigungsvorrichtung verwendet werden.

Zum Zwecke der Erläuterung ist in der Zeichnung der spezielle ^ Fall dargestellt, bei dem das Gelenkteil des Tragflügels bei 18 an einer Gelenkstange angelenkt ist, dessen Wirkungslinie durch die Linie 19 angedeutet ist. Der nicht dargestellte Stellmotor, zu dem diese Gelenkstange führt, kann an dem durch die Arme 16 der beiden Rumpf-Gelenkteile gebildeten Querholm befestigt sein.

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Es kann jedoch auch eine vollkommen andere Betätigungsvorrichtung" vorgesehen werden.

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Claims

Patentanwälte

Dr. Ing. H. Negendank

• Dipl. Ing, H. Hai>ck """---~....,

Dipl. Phys. W. Schmitz

SMönthim 15, Mozartrir.23

Tel. 5380586

Avions Marcel Dassault
78; Quai Carnot

92-Salnt-Cloud /Frankreich l8. Dezember 1967

Anwaltsakte M-211

Patentansprüche

1. Gelenkverbindung zwischen dem Rumpf und den schwenkbaren Tragflügeln eines Flugzeugs veränderlicher Geometrie, gekennzeichnet durch die Kombination zweier ineinander bewegbarer Gelenkteile (1, 2), von denen das eine mit dem Skelett des. Rumpfs und das andere mit dem Skelett des Tragflügels verbunden ist; einer vorzugsweise hohlen Gelenkachse (5)* die quer durch die beiden Gelenkteile verläuft und beide miteinander verbindet] zweier unabhängiger koaxialer Gelenke,die um die Gelenkachse herum derart angeordnet sind, daß bei Blockieren des einen Gelenks das andere" Gelenk die Schwenkbewegung ausführt; und Lager (15), über die sich die Gelenkteile zur Aufnahme von Scherkräften aneinander abstützen können, und • zwar bei Jeder Flügelstellung, sowohl im Normalflug als auch im Rückenflug.

P. Gelenkverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die miteinander in Verbindung stehenden Endabschnitte der

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Gelenkteile (1, 2) jeweils zwei Flansche aufweisen, wobei die Flansche des einen Gelenkteils (2)-eine Gabel zur Aufnahme der Flansche des anderen" Gelenkteils (1) bilden, und daß die beiden Arme dieser Gabel durch eine die hohle Gelenkachse (5) umgebende rohrförmige Zwischenwand (T) auf Abstand gehalten werden und durch Schulterabschnitte (5c) der Gelenkachse gegen die Enden der rohrförmigen Zwischenwand gedrückt werden.

Z>. Gelenkverbindung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenwand(T) quer durch die beiden Flansche (la) des inneren Gelenkteils verläuft und die beiden Gelenke aus zwei die Zwischenwand umgebenden Ringen (9) bestehen, die zwischen der Zwischenwand und einer Bohrung der Flansche (la) des inneren Gelenkteils eingesetzt sind, wobei die inneren Lagerflächen der Ringe gemeinsam mit der Zwischenwand das eine Gelenk und die äußeren Lagerflächen der Ringe gemeinsam mit den Flanschen des inneren Gelenkteils das andere Gelenk bilden.

4. Gelenkverbindung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei jedem Ring (9) eine der Lagerflächen zylindrisch und die andere sphärisch ausgebildet ist, so daß die Ringe eine gewisse Schwingungsfreiheit besitzen, damit sich die zylindrischen Lagerflächen entsprechend ausrichten können.

5· Gelenkverbindung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das durch die sphärischen Lagerflächen gebildete Gelenk ein

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kleines Spiel und das durch die zylindrischen Lagerflächen ge-' bildete Gelenk ein großes Spiel hat, so daß die Schwenkbewegung der Tragflügel normalerweise über die zylindrischen Lagerflächen erfolgt.

6. Gelenkverbindung nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Gelenke mit einem festen Schmierstoff geringer Reibung, wie z.B. Teflon, versehen sind, der bei dem Gelenk mit kleinem Spiel die Form einer dünnen Schicht und bei dem Gelenk ' mit großem Spiel die Form eines Gewebes besitzt. ■ :·. ■■ ■.■■■ : ■-■■-■'

7· Gelenkverbindung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Gelenkachse (5) aus einem einstückigen Gelenkteil besteht, das an seinem einen Ende mittels eines Schulterabschnitts (5c) an dem einen Flansch der von dem äußeren Gelenk gebildeten Gabel anliegt und an dessen anderen Ende ein Flanschdeckel (5b), vorzugsweise mit Bolzen (6) befestigt ist, der die Gelenkverbindung zusammenhält.

8. Gelenkverbindung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das mit dem Rumpf verbundene Gelenkteil (1) am Skelett des Rumpfes durch zwei rechtwinklige Arme (l6, 17) befestigt ist, von denen der eine auf der Längs-Symmetrieebene des Flugzeugs senkrecht steht und mit dem Arm der gegenüberliegenden Gelenkverbindung einen Querholm bilden • kann, während der andere Arm (17), der nach vorne gerichtet ist* mit dem Skelett des Rumpfs die Längsverbindung bildet.

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