DE19724772B4 - Flexible Kupplung für die Wellen eines von einer zentralen Antriebseinheit angetriebenen Transmissionssystems in Luftfahrzeugen - Google Patents

Flexible Kupplung für die Wellen eines von einer zentralen Antriebseinheit angetriebenen Transmissionssystems in Luftfahrzeugen Download PDF

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Abstract

Flexible Kupplung für die Wellen eines von einer zentralen Antriebseinheit angetriebenen Transmissionssystems in Luftfahrzeugen, insbesondere für Luftfahrzeug-Hochauftriebssysteme zum Antrieb von Hochauftriebsklappen wie Vorflügel oder Landeklappen, wobei die zu verbindenden Wellenenden jeweils einen Kupplungsflansch aufweisen, und wobei die beiden Kupplungsflansche über eine zwischen den Flanschen angeordnete flexible Scheibe mittels Bolzen, die in den Flanschen und der Scheibe vorgesehene fluchtende Bohrungen durchsetzen, gelenkig miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Lastübertragung zwischen den Kupplungsflanschen (11, 12) bzw. den Wellen (8) primär über zwei die flexible Scheibe (7) fest verspannende Bolzenverbindungen (13, 14) oder sekundär über mindestens eine mit Spiel versehene Bolzenverbindung (15, 16), die die Gelenkfunktion der flexiblen Scheibe (7) übernimmt, erfolgt.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine flexible Kupplung für die Wellen eines von einer zentralen Antriebseinheit angetriebenen Transmissionssystems in Luftfahrzeugen, insbesondere für Luftfahrzeug-Hochauftriebssysteme zum Antrieb von Hochauftriebsklappen wie Vorflügel oder Landeklappen wie beispielsweise aus der DE 43 34 680 C2 bekannt, wobei die zu verbindenden Wellenenden jeweils einen Kupplungsflansch aufweisen, und wobei die beiden Kupplungsflansche über eine zwischen den Flanschen angeordnete flexible Scheibe mittels Bolzen, die in den Flanschen und der Scheibe vorgesehene fluchtende Bohrungen durchsetzen, gelenkig miteinander verbunden sind.
  • Bei Luftfahrzeugen ist es allgemein üblich, die Hochauftriebsklappen wie Vorflügel und Landeklappen über ein Transmissionssystem von einer zentralen Antriebseinheit anzutreiben, wobei der gesamte Antrieb aus Motor, Umlenkgetrieben, Aktuatoren sowie mehreren Transmissionswellen mit zugehörigen Stützlagern, Gelenken und Kupplungen besteht. Ein der artiges in einem Flügel 5 verwendetes Transmissionssystem 1 ist teilweise aus 1 ersichtlich, wo Kupplungselemente mit 2 und Gelenkelemente mit 4 bezeichnet sind. Die Kupplungselemente 2, die auch Gelenkfunktionen erfüllen können, und die Gelenkelemente 4 sind jeweils dort angeordnet, wo das Transmissionssystem 1 belagert, mit Umlenkgetrieben oder mit Aktuatoren verbunden ist. Hierbei ist der zu wählende Gelenktyp von der Größe einer Richtungsänderung abhängig. Auch ist ein Gelenk an jedem Stützlager erforderlich, um bei Verformungen des Tragflügels 5 die Einleitung von Zwangskräften zu vermeiden.
  • Fehlertolerante flexible Kupplungen sind prinzipiell beispielsweise aus der DE 664 478 C oder aus der DE 32 17 806 A1 bekannt.
    •
  • Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine fehlertolerante flexible Kupplung von einfacher und kostengünstiger Bauart zu schaffen, die die in der Luftfahrt üblichen Festigkeits- und Sicherheitsstandards erfüllt, wonach z. B. der Verlust einer Bolzenverbindung nicht zur Beeinträchtigung der Kupplungs- bzw. Gelenkfunktion führen darf.
  • Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Lastübertragung zwischen den Kupplungsflanschen bzw. den Wellen primär über zwei die flexible Scheibe fest verspannende Bolzenverbindungen oder sekundär über mindestens eine mit Spiel versehene Bolzenverbindung, die die Gelenkfunktion der flexiblen Scheibe übernimmt, erfolgt.
  • Eine Ausgestaltung der Erfindung geht dahin, daß insgesamt vier Bolzenverbindungen vorgesehen sind, von denen jeweils zwei einander, gegenüberliegende Verbindungen zwei feste Bolzenverbindungen sowie zwei mit Spiel versehene Bolzenverbindungen bilden.
  • Im normalen Betriebsfall erfolgt die Lastübertragung mit Hilfe der zwei festen Bolzenverbindungen über die flexible Scheibe. Erst bei Ausfall der flexiblen Scheibe und/oder einer festen Bolzenverbindung erfolgt die Übertragung der Last über die mit Spiel versehenen Bolzenverbindungen, wobei die Flexibilität der Kupplung durch das Spiel gewährleistet ist.
  • Ein mit der Erfindung erzielter Vorteil besteht darin, daß die Kupplungsflansche und die als Gelenk wirkende flexible Scheibe ein integriertes Bauteil bilden, wobei mit diesem Bauteil die in der Luftfahrt vorgegebenen Sicherheitsforderungen erfüllt werden. Durch die vorgesehene Kombination von Kupplung und Gelenk wird vorteilhafterweise die Wellentrennstelle mehr zum Wellenende verlagert, wodurch die Herstellung von längeren und somit gewichts- und kostengünstigeren Transmissionswellen erlaubt ist.
  • Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen 3 bis 4 beschrieben.
    •
  • In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel nach der Erfindung dargestellt, und zwar zeigt die eingangs erläuterte
  • 1 eine schaubildliche Darstellung eines Transmissionssystems in einem Tragflügel,
  • 2 einen Ausschnitt eines Transmissionssystems mit Wellen, Kupplung, Gelenk und Stützlager,
  • 3 zwei Kupplungsflansche in Draufsicht gemäß Schnitt A-A bzw. B-B aus 2, und
  • 4 einen vergrößerten Ausschnitt einer Bolzenverbindung gemäß Einzelheit Z aus 2.
  • In 2 weist ein Kupplungselement 2 zwei Kupplungsflansche 11 und 12 auf, von denen der Kupplungsflansch 11 mit einer Transmissionswelle 8 und der Kupplungsflansch 12 mit einem Stützlager 3 mit zugehörigem Kupplungsflansch 6 zur Ankopplung einer weiteren Transmissionswelle in mechanischer Verbindung steht. Zwischen den beiden Flanschen 11 und 12 ist eine flexible Scheibe 7 angeordnet, wobei die mechanische Verbindung dieser drei Bauteile über beispielsweise vier Bolzenverbindungen 13 bis 16 erfolgt. Zur Lastübertragung zwischen den Kupplungsflanschen 11 und 12 dienen primär zwei einander gegenüberliegende die flexible Scheibe 7 fest verspannende Bolzenverbindungen 13 und 14, wobei die flexible Scheibe 7 eine durch den Winkel 6 dargestellte Richtungsänderung der Welle 8 gegenüber der Achse des Stützlagers 3 ermöglicht. Hingegen sind die zwei übrigen mit Spiel versehenen Bolzenverbindungen 15 und 16 für eine sekundäre Lastübertragung im Falle eines Ausfallens der flexiblen Scheibe 7 und/oder einer festen Bolzenverbindung 13 bzw. 14 vorgesehen, wobei die Bolzenverbindungen 15 und 16 dann auch die Gelenkfunktion der flexiblen Scheibe 7 übernehmen.
  • Aus 3 sind die beiden Kupplungsflansche 11 und 12 ersichtlich, die jeweils für vier Bolzenverbindungen vorgesehen sind und die mit Bohrungen versehene Flanschaugen aufweisen. Im Schnitt A-A und im Schnitt B-B sind die horizontal liegenden fest verspannten Bolzenverbindungen 13 und 14 sowie die vertikal angeordneten mit einem Spiel versehenen Bolzenverbindungen 15 und 16 dargestellt. Das Spiel der zuletzt genannten Bolzenverbindungen 15 und 16 ist derart gewahlt, daß bei einem normalen Betrieb der flexiblen Kupplung kein Kontakt zwischen den Flanschaugen 18 und den zugehörigen Bolzen-Buchsen 17 auftreten. Dieser Sachverhalt wird durch die in 4 teilweise dargestellte Bolzenverbindung 15, die mit einem Spiel 10 zwischen einem Flanschauge 18 des Kupplungsflansches 12 und der Bolzen-Buchse 17 versehen ist, verdeutlicht. Hierbei durchsetzt ein Verbindungsbolzen 9, der durch eine Gewindemutter 9a gesichert ist, die fluchtenden Bohrungen der flexiblen Scheibe 7 und von zwei Bolzen-Buchsen 17, die in den Bohrungen 19 der Kupplungsaugen 18 der zugehörigen Kupplungsflansche 11 bzw. 12 angeordnet sind.
    • 1
    Transmissionssystem
    2
    Kupplungselemente
    3
    Stützlager
    4
    Gelenkelemente
    5
    Flügel
    6
    Kupplungsflansch
    7
    flexible Scheibe
    8
    Welle / Transmissionswelle
    9
    Verbindungsbolzen
    9a
    Gewindemutter
    10
    Spiel einer Bolzenverbindung 15, 16
    11
    Kupplungsflansch
    12
    Kupplungsflansch
    13
    feste Bolzenverbindung
    14
    feste Bolzenverbindung
    15
    Bolzenverbindung mit Spiel
    16
    Bolzenverbindung mit Spiel
    17
    Bolzen-Buchse
    18
    Flanschauge
    19
    Bohrung eines Flanschauges

Claims (4)

  1. Flexible Kupplung für die Wellen eines von einer zentralen Antriebseinheit angetriebenen Transmissionssystems in Luftfahrzeugen, insbesondere für Luftfahrzeug-Hochauftriebssysteme zum Antrieb von Hochauftriebsklappen wie Vorflügel oder Landeklappen, wobei die zu verbindenden Wellenenden jeweils einen Kupplungsflansch aufweisen, und wobei die beiden Kupplungsflansche über eine zwischen den Flanschen angeordnete flexible Scheibe mittels Bolzen, die in den Flanschen und der Scheibe vorgesehene fluchtende Bohrungen durchsetzen, gelenkig miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Lastübertragung zwischen den Kupplungsflanschen (11, 12) bzw. den Wellen (8) primär über zwei die flexible Scheibe (7) fest verspannende Bolzenverbindungen (13, 14) oder sekundär über mindestens eine mit Spiel versehene Bolzenverbindung (15, 16), die die Gelenkfunktion der flexiblen Scheibe (7) übernimmt, erfolgt.
  2. Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß insgesamt vier Bolzenverbindungen (13 bis 16) vorgesehen sind, von denen jeweils zwei einander gegenüberliegende Verbindungen zwei feste Bolzenverbindungen (13, 14) sowie zwei mit Spiel versehene Bolzenverbindungen (15, 16) bilden.
  3. Kupplung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplungsflansche (11, 12) mit Bohrungen (19) versehene Flanschaugen (18) aufweisen, deren Bohrungen (19) von den Verbindungsbolzen (9) durchsetzt sind.
  4. Kupplung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Spiel (10) der mit Spiel versehenen Bolzenverbindungen (15, 16) derart gewählt ist, daß bei einem normalen Betrieb der flexiblen Kupplung keine mechanische Berührungen zwischen den Flanschaugen (18) und zugehörigen Bolzen-Buchsen (17) auftreten.
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