DE1650626B2

DE1650626B2 - Vorrichtung zum Verschwenken der Flügel eines Flugzeuges

Info

Publication number: DE1650626B2
Application number: DE1650626A
Authority: DE
Inventors: Henri Paris Deplante
Original assignee: Avions Marcel Dassault Breguet Aviation SA
Current assignee: Dassault Aviation SA
Priority date: 1967-02-28
Filing date: 1967-12-19
Publication date: 1980-01-03
Also published as: FR1520646A; GB1175247A; US3501114A; DE1650626A1; DE1650626C3

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Verschwenken der Flügel eines Flugzeuges, die am Flugzeugrumpf symmetrisch bezüglich einer Symmetrie-Längsebene angelenkt und mit einem Stellmotor in Form zweier Spindel-Mutter-Anordnungen mit gegensinnigem Gewinde verbunden sind, wobei die Muttern von einer die Spindeln umgebenden einteiligen antreibbaren Hülse gebildet werden.

Bei einer vorbekannten Vorrichtung dieser Art (US-PS 18 68417) erstrecken sich die beiden Spindeln um ein vorgegebenes Stück in die beiden Muttern, die an ihren einander zugewandten Enden über ein Kardangelenk fest miteinander verbunden sind. Bei dieser Anordnung lassen sich die Flügel jeweils um einen nur relativ kleinen Winkel verschwenken.

Es ist ferner eine Vorrichtung zum Verschwenken der Flügel eines Flugzeuges ähnlicher Gattung (US-PS 32 22 545) vorbekannt, die eine größere Verschwenkung der Flügel erlaubt. Dies wird bei dieser Vorrichtung allerdings nur dadurch ermöglicht, daß die Spindeln zum Verschwenken der Flügel selbst schwenkbar ausgebildet sind. Hierdurch werden der konstruktive Aufwand und der Platzbedarf der Schwenkvorrichtung beträchtlich erhöht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Verschwenken der Flügel eines Flugzeuges der eingangs angegebenen Gattung so auszubilden, daß trotz geringen konstruktiven Aufwandes und kleinen Platzbedarfes eine relativ große Verstellung der Flügel ermöglicht wird.

Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung mit den eingangs angegebenen Merkmalen erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine der beiden Spindeln hohl ausgebildet und die andere Spindel innerhalb der erstgenannten Spindel teleskopartig verschiebbar ist.

Durch die Erfindung wird eine kompakte Bauweise erreicht, und dennoch lassen sich die Flügel um einen relativ großen Winkel verstellen. Der konstruktive Aufwand und der Platzbedarf sind vergleichsweise gering, da die Spindeln selbst nicht schwenkbar angeordnet werden müssen. Die erfindungsgemäß ausgebildete Schwenkvorrichtung eignet sich zur Erzeugung einer großen Leistung, und die Steuerungsdauer kann sehr kurz sein.

Bei der erfindungsgemäß ausgebildeten Vorrichtung werden Abweichungen in der Lage der Flügel relativ zueinander auf ein Minimum herabgesetzt da die

ίο Spindeln des Stellmotors unmittelbar mit den Tragflügeln verbunden werden können. Bei normalem Betrieb sind die auf die Flügel ausgeübten Kräfte symmetrisch zueinander, und das Gehäuse des Stellmotors ist nur geringen Kräften ausgesetzt und überträgt somit auf

is den Flugzeugrumpf ebenfalls nur geringe Kräfte. Falls die auf die Flügel ausgeübten Kräfte asymmetrisch werden, überträgt der Stellmotor auf den Flugzeugrumpf nur die Differenzkräfte.
Die Verringerung des Platzbedarfes wird insbesondere dadurch erreicht, daß der Abstand zwischen den voneinander abgewandten Enden der Spindeln, die mit den Flügeln verbunden werden, relativ klein ist Diese Enden können mit den Flügeln über vergleichsweise lange Gelenkstangen verbunden werden, wodurch die auf die Spindeln und den Stellmotor ausgeübten radialen Kraftkomponenten, die von der unterschiedlichen Neigung der Gelenkstangen bei maximaler Flügelpfeilung herrühren, verringert werden.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Anhand der Zeichnungen wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen Axialschnitt durch einen Stellmotor;

F i g. 2 eine Draufsicht auf ein Flugzeug veränderlieher Geometrie, das mit einem Stellmotor gemäß F i g. 1 ausgerüstet ist.

Der in Fig. 1 dargestellte Stellmotor, der zum Verschwenken der Flügel eines Flugzeuges dient, besitzt ein im wesentlichen zylindrisches starres

■to Gehäuse 1, in dem eine zylindrische Hülse 2 um die Achse A-A drehbar angeordnet ist. Die Hülse 2 wird in radialer Richtung durch Rollen 3 und in axialer Richtung durch Rollen 4 zentriert. Die Hülse 2 ist an jedem ihrer Enden als Mutter 5, 6 ausgebildet, die mit Spindeln 7 bzw. 8 zusammenwirkt (die Gewinde der Spindeln und der Muttern sind in der Zeichnung nicht dargestellt). Die Achsen der beiden Spindeln 7, 8 fallen mit der Achse A-A zusammen. Die Spindel 8 besitzt eine zylindrische Bohrung mit geglätteter Wand, in der die Spindel 7 Dreh- und Axialbewegungen ausführen kann.

Auf jeder Seite des Gehäuses 1 befindet sich ein zylindrischer Ansatz 9, 10, dessen Innenwand mit Längsnuten versehen ist, die mit entsprechenden Nuten auf Flanschen 11,12 der Spindeln 7,8 zusammenwirken.

Diese Nuten erlauben eine Translationsbewegung der beiden Spindeln 7, 8 längs der Achse A-A, verhindern aber eine Drehbewegung der Spindeln 7,8.

Die Drehrichtung der Gewinde der Mutter 5 und der Spindel 7 ist gegensinnig zu der des Gewindes der Mutter 6 und der Spindel 8, so daß bei einer Drehbewegung der Hülse 2 um die Achse A-A die Spindeln sich voneinander weg oder aufeinander zu bewegen, je nachdem, in welcher Richtung sich die Hülse 2 dreht. Die Gewindegänge sind jedoch bei beiden Spindeln 7, 8 gleich, so daß die Translationsbewegung der Spindeln 7, 8 symmetrisch zur Ebene X-X erfolgt, die die Hauptsymmetrieebene der Vorrichtung ist.

Die Spindeln haben an ihren Enden Befestigungsaugen 13, 14, mit denen sie an Gelenkstangen 15, 16 befestigt werden. Die Enden 17, 18 der Gelenkstangen 15,16 sind mit den zu verstellenden Flügeln verbunden, die somit vom Stellmotor symmetrisch zur Achse X-X bewegt werden.

Anschläge Sa begrenzen die Aus- und Einziehbewegung des Stellmotors. Wie dargestellt, können diese Anschläge nur auf eine der Spindeln 7, 8 wirken, indem sie z. B. mit dem Flansch 12 dieser Spindel zusammen- ι ο wirken.

Die Hülse 2 trägt einen Verzahnungsabschnitt 19, der mit einem von einem Motor angetriebenen Zahnrad in Eingriff steht, wie noch genauer erläutert wird.

Die Ebene X-X ist die Längs-Symmetrieebene des Flugzeugs. Das Gehäuse des Stellmotors ist durch Klauen la am Rumpf b des Flugzeugs befestigt Die Achse A-A steht auf der Längsebene des Flugzeugs senkrecht, und die Gelenkstangen 15, 1* sind auf den Flügeln a gelenkig angebracht, die um die Punkte 21,22 auf dem Rumpf des Flugzeugs (F i g. 2) zwischen der in ausgezogenen Linien dargestellten Stellung und der in gestrichelten Linien dargestellten Stellung schwenken können.

Aus Sicherheitsgründen ist es zweckmäßig, zwei gleiche Motoren vorzusehen, die parallel zueinander den Stellmotor betätigen. Der Verzahnungsab schnitt 19 der Hülse 2 ist somit zweiteilig ausgeführt (wie in F i g. 1 dargestellt), um mit zwei Zahnrädern 23,24 zu kämmen, die von Motoren 25, 26 über Untersetzungsgetriebe 27, 28 angetrieben werden.

Die Untersetzungsgetriebe 27, 28 sind jeweils dreistufige Umlaufgetriebe. Die erste Stufte trägt ein Zentralrad 29, das mit der Antriebswelle 30 fest verbunden ist, Planetenräder 31 und ein Ringrad 32. Die zweite Stufe besteht aus einem Zentralrad 33, das mit dem Träger der Planetenräder 31 der ersten Stufe fest verbunden ist, Planetenrädern 34 und einem starren Ringrad 35. Die dritte Stufe besteht aus einem Zentralrad 36, das mit dem Träger der Planetenräder 34 der zweiten Stufe fest verbunden ist, Planetenrädern 37 und einem starren Ringrad 38. Der Träger 40 der Planetenräder 37 trägt ein Abtriebszahnrad 41, das mit dem Zahnrad 24 bzw. 23 kämmt, das mit dem Verzahnungsabschnitt 19 der Hülse 2 in Eingriff steht.

Das Ringrad 32 der ersten Stufe ist im Gehäuse des Untersetzungsgetriebes drehbar angeordnet. Es wird normalerweise von einer Kupplung 42 abgebremst, die aus einer oder mehreren Reibscheiben besteht, die gegen das Ringrad 32 angepreßt werden. Die Kupplungskraft kann z. B. durch den auf einen Kolben 43 ausgeübten Öldruck aufgehoben werden. In diesem Fall wird das Ringrad 32 frei drehbar, so daß der entsprechende Motor im Fall eines Versagens oder eines Blockierens abkuppelbar ist und die Betätigung des Stellmotors vom anderen Motor übernommen wird, ohne daß der beschädigte oder blockierte Motor mitgenommen wird.

Vorzugsweise sind die Motoren 25, 26 hydraulische Kolbenmotoren. Jeder von ihnen ist mit einem getrennten Hydraulikkreis verbunden, der aus einer Druckleistung 44 bzw. 45, die von einer nicht dargestellten Druckquelle kommt, einer Rückführleitung 46 bzw. 47 und einem Durchflußsteuerventil 48 bzw. 49 besteht. Die Ventilkörper der Ventile 48 und 49 sind durch Gelenkstangen an einem gemeinsamen Steuerhebel 50 angelenkt, der um einen festen Punkt 51 schwenkbar angeordnet und seinerseits bei 52 mit einer nicht dargestellten Übersetzung verbunden ist, die zu einem in der Pilotenkanzel angeordneten Betätigungsorgan führt

Jeder Motor 25,26 steht mit seinem Ventil 48,49 über zwei Zuführleitungen 25a, 25b bzw. 26a, 26b in Verbindung, wobei die beiden Zuführleitungen eines Motors jeweils einer anderen Drehrichtung entsprechen. Die Entlüftung jedes Motors ist bei 25c bzw. 26c an die Rückführleitung 46 bzw. 47 angeschlossen, die außerdem mit den Endkammern des Ventils und mit einem Dämpfungszylinder 49a in Verbindung steht Der Dämpfungszylinder 49a verhindert eine plötzliche Funktionsumkehr, was für die Mechanik der einzelnen Bauteile schädlich wäre. Die Zuführleitungen 25a und 26a entsprechen einer bestimmten Drehrichtung der beiden Motoren und somit der Hülse 2 des Stellmotors. Die Zuführleitungen 256 und 26£> entsprechen der entgegengesetzten Drehrichtung. Somit bewirkt das Schwenken des Steuerhebels 50 in der einen Richtung eine Drehbewegung der beiden Motoren und der Hülse 2 des Stellmotors in einer entsprechenden Richtung. während ein Schwenken des Steuerhebels 50 in der entgegengesetzten Richtung eine Drehbewegung der Hülse 2 des Stellmotors ebenfalls in der entgegengesetzten Richtung zur Folge hat.

Zu dei Verbindung der Ventilkörper mit dem Steuerhebel 50 gehört eine Rückkoppiungssteuerung Die mit den beiden Ventilkörpern verbundenen Gelenkstangen 53, 54 sind bei 55 in der Mitte eines Hebels 56 angelenkt, der mit seinem einen Ende durch die Gelenkstange 57 am Steuerhebel 50 und mit seinem anderen Ende bei 58 an einem Winkelhebel 59 angelenkt ist, der auf einem ortsfesten Träger 60 schwenkbar angeordnet ist. Die Schwenkachse des Winkeihebels 59 auf dem Träger 60 fällt geometrisch mit der Schwenkachse 55 der Gelenkstangen 53 und 54 auf dem Hebel 56 zusammen, wenn sich die Steuerung in ihrer neutralen Lage befindet (Fig. 1). Die Lage des Winkelhebels 59 bezüglich des Trägers 60 wird durch die Drehbewegung der Hülse 2 des Stellmotors über ein schematisch dargestelltes Untersetzungsgetriebe 63 bestimmt. Das Untersetzungsgetriebe 63 wird bei 63a von einem der Zahnräder 23, 24 angetrieben Das Untersetzungsgetriebe endet in einem Verzahnungsabschnitt 64, der um eine ortsfeste Achse 65 schwenkbar und mit einem Hebel 66 fest verbunden ist. Der Hebel 66 ist durch die Gelenkstange 67 am Winkelhebel 59 derart angelenkt, daß eine Schwenkbewegung des Verzahnungsabschnitts 64 um seine Achse 65 eine Schwenkbewegung des Winkelhebels 59 auf dem Träger 60 bewirkt.

Wenn der Pilot über sein Betätigungsorgan die Hebel 50 und 56 verstellt hat, um die VentilkörDer der Ventile 48 und 49 in einer bestimmten Richtung zu verschieben und das Bauteil 2 des Stellmotors in der entsprechenden Richtung zu drehen, fällt die Schwenkachse 55 des Hebels 56 auf den Gelenkstangen 53, 54 mit der Schwenkachse des Winkelhebels 59 auf dem Träger 60 nicht mehr zusammen. Aber das Untersetzungsgetriebe 62, das zur gleichen Zeit wie die Hülse 2 des Stellmotors angetrieben wird, kann den Verzahnungsabschnitt 64 und somit den Winkelhebel 59 in einer solchen Richtung schwenken, daß die Schwenkachse 55 und ebenso die V-ntilkörper der Ventile in ihre neutrale Lage zurückkehren. Die Drehbewegung der Motoren und des Bauteils 2 des Stellmotors wird dann in der Stellung des Stellmotors unterbrochen, die der vom Piloten ausgeübten Stellbewegung entspricht.

In jedem Untersetzungsgetriebe wird der Kolben 43.

der die Kupplung 42 betätigt, mit dem Druck, der über die Leitung 44 bzw. 45 von der Druckquelle kommt, beaufschlagt. Somit wird im Fall eines hydraulischen Versagens eines der Hydraulikkreise der entsprechende Hydraulikmotor abgekuppelt, so daß Leistungsverluste aufgrund der Mitnahme dieses Motors durch den anderen Motor sowie eine unnütze Erhitzung der Hydraulikflüssigkeit und des Motors vermieden werden. Ebenso kann man im Fall des Blockierens eines der Mctoren durch eine zusätzliche Steuerung, die den auf den Kolben 43 dieses Motors ausgeübten Öldruck aufhebt, den blockierten Motor abkuppeln und den Tragflügel nur noch durch den anderen Motor verstellen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Verschwenken der Flügel eines Flugzeuges, die am Flugzeugrumpf symmetrisch bezüglich einer Symmetrie-Längsebene angelenkt und mit einem Stellmotor in Form zweier Spindel-Mutter-Anordnungen mit gegensinnigem Gewinde verbunden sind, wobei die Muttern von einer die Spindeln umgebenden einteiligen antreibbaren Hülse gebildet werden, dadurch gekennzeichnet, daß eine der beiden Spindeln (8) hohl ausgebildet und die andere Spindel (7) innerhalb der erstgenannten Spindel (8) teleskopartig verschiebbar ist

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (2) durch zwei parallel arbeitende Motoren (25,26) antreibbar ist

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet daß jedem der Motoren (25, 26) eine Kupplung (42) zugeordnet ist, durch die der betreffende Motor bei einem Versagen abkuppelbar ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet daß jede der Kupplungen (42) durch den Öldruck des Hydraulikkreises des zugehörigen Motors (25,26) betätigbar ist.