DE4334680C2

DE4334680C2 - Vorrichtung zur Verstellung von Spalt-Steuerklappen

Info

Publication number: DE4334680C2
Application number: DE4334680A
Authority: DE
Inventors: Thomas Diekmann; Norbert Geyer; Wilhelm Martens
Original assignee: Airbus Operations GmbH
Current assignee: Airbus Operations GmbH
Priority date: 1993-10-12
Filing date: 1993-10-12
Publication date: 1996-07-11
Anticipated expiration: 2013-10-13
Also published as: US5566910A; DE4334680A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Verstellung von Spalt-Steuerklappen von Flugzeugen mit einem mit einem Landeklappenantrieb gekoppelten Getriebe, wobei die Spalt-Steuerklappe im Bereich eines Zwischenraumes zwischen einer Landeklappenvorderkante und einer Unter seite eines Flügels des Flugzeuges angeordnet ist.

Es ist möglich, Flugzeuge mit einem Landeklappenantrieb zu versehen, mit dessen Hilfe eine variable Flügel profilwölbung erzeugt werden kann. Dies erfolgt durch definierte Ein- und Ausfahren der Landeklappe. Ein der artiger Landeklappenantrieb wird als Variabel-Camber- Landeklappenantrieb bezeichnet.

Durch die Verwendung eines derartigen Landeklappenan triebes entsteht im normalen Reiseflug zwischen der Flügelunterseite und einer Landeklappenvorderkante ein Spalt, der zur Gewährleistung aereodynamisch günstiger Verhältnisse zweckmäßigerweise abgedeckt werden sollte.

Eine derartige Abdeckung kann mit Hilfe einer speziellen Tragflächenklappe (Deflector Door) erfolgen. Eine derartige Tragflächenklappe kann sowohl den Spalt zwischen der Flügelunterseite und der Landeklappen flanke strömungsgünstig abdecken, darüber hinaus ist es möglich, während der Start- und Landephase eine Posi tionierung zur optimalen Strömungsführung des Luft stromes zwischen der Flügelunterseite und der Flügel oberseite einzunehmen.

In der DE-AS 15 06 615 ist eine durch einen Lande klappenantrieb gesteuerte Spalt-Steuerklappe bekannt geworden, wobei ein nichtlineares Getriebe Verwendung findet. Hierbei ist vorgesehen, durch beiderseitige Klappen den wirksamen Spalt einmal abzudecken und zum anderen beim Verschwenken der Steuerklappe in beiden Richtungen von den Klappen jeweils die Strömung von der Druckseite zur Saugseite des Profils durch den Spalt geleitet wird.

Aus der US 3,921,942 ist es bekannt, eine Ansteuerung einer Spalt-Steuerklappe durch eine Drehwelle vorzu nehmen. Es wird dabei die Ansteuerung nach einem vorge gebenen Stellweg auf die Spalt-Steuerklappe übertragen. Aus der US 2,516,406 ist es bekannt, Antriebswellen für Tragflächenklappen von Flugzeugen in Segmente zu unter teilen. Es sind sowohl außenliegende als auch koaxial innenliegende Elemente der Antriebswellen vorhanden.

Die innenliegenden und außenliegenden Wellensegmente sind starr miteinander verbunden.

In der DE 5 95 595 wird eine Ruderleitung für Luft- oder Wasserfahrzeuge beschrieben. Eine Kopplung des Ruders und eines Ruderantriebes erfolgt elastisch über zwischengeschaltete Federn. Es sind ineinandergeführte rohrartige Einstellstangen vorgesehen, die in axialer Richtung durch eine Schraubenfeder miteinander ver bunden sind. Hierdurch ist entgegen der Federkraft eine Relativbewegung der Stangen möglich.

Aufgabe der Erfindung ist es, für eine Tragflächenklappe der einleitend genannten Art einen Verstellantrieb anzugeben, der eine zuverlässige Ver wendung zur Strömungsführung ermöglicht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kenn zeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst.

Mit Hilfe der Vorrichtung zur Verstellung der Trag flächenklappen kann gewährleistet werden, daß keine Verstellung der Tragflächenklappen erfolgt, wenn sich die Landeklappe innerhalb des Bereiches befindet, der der variablen Flügelprofilwölbung zugeordnet ist. Erst in dem Moment, wenn die Landeklappenvorderkante in den Bereich der Hinterkante der Tragflächenklappe überfährt, schwenkt die Tragflächenklappe aus der Pro filierung des Flügels nach unten. Hierdurch wird eine Kollision zwischen den Landeklappen und der Trag flächenklappe vermieden. Eine maximal nach oben ver schwenkte Position der Tragflächenklappen ist vorge sehen, wenn sich die Landeklappe in einer Startstellung befindet. Zwischen der Start- und der Landestellung der Landeklappen ist keine Bewegung der Tragflächenklappe vorgesehen.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfin dung schematisch dargestellt.

Es zeigen:

Fig. 1 eine Positionierung der Landeklappe in einem eingefahrenen Zustand,

Fig. 2 eine Positionierung der Landeklappen in einer ausgefahrenen Positionierung vor Einnahme einer Orientierung zur Veränderung der Flügel profilwölbung mit maximaler VC-Stellung (variable camber),

Fig. 3 eine Positionierung der Landeklappe in einer Überfahrerposition und eine Positionierung der Tragflächenklappe in einer maximalen Öffnungs position,

Fig. 4 eine Positionierung der Landeklappen in einer Startposition und eine Positionierung der Tragflächenklappe einer maximalen Schließ position,

Fig. 5 eine Positionierung der Landeklappe in einer Landeposition und eine Positionierung der Tragflächenklappe in einer maximalen Schließ position,

Fig. 6 einen Schnitt durch eine Flügelstruktur eines Flugzeuges mit einer Verstellvorrichtung für die Spalt-Steuerklappen und die Landeklappe,

Fig. 7 einen Querschnitt gemäß Schnittlinie VII-VII in Fig. 9,

Fig. 8 einen Querschnitt gemäß Schnittlinie VIII- VIII in Fig. 9,

Fig. 9 eine vergrößerte Darstellung eines Teiles des Schnittes gemäß Fig. 6,

Fig. 10 verschiedene Positionierungen der Positionier welle gemäß Schnittlinie X-X in Fig. 9 und

Fig. 11 verschiedene Positionierungen der Positionier welle gemäß Schnittlinie XI-XI in Fig. 9.

Die Vorrichtung zur Verstellung von Spalt-Steuerklappen (1) ist gemäß der Darstellung in Fig. 1 im Bereich eines Flügels (2) eines Flugzeuges installiert. Die Positionierung der Spalt-Steuerklappe (1) erfolgt in Abhängigkeit von einer Positionierung einer Landeklappe (3). Zur Durchführung der Positionierbewegungen der Spalt-Steuerklappe (1) ist eine Positionierwelle (4) vorgesehen, die im Bereich des Flügels (2) drehbeweg lich gelagert ist. Die Spalt-Steuerklappe (1) ist über eine Hebelmechanik (5) mit der Positionierwelle (4) gekoppelt.

Eine Positionierung der Spalt-Steuerklappe (1) in Re lation zur Positionierung der Landeklappe (3) ist in den Fig. (1-5) veranschaulicht.

Aus Fig. 6 ist ersichtlich, daß die Positionierwelle (4) in eine Mehrzahl von Wellenabschnitte (6) unter teilt ist. Jeder der Wellenabschnitte (6) ist mit min destens einer Spalt-Steuerklappe (1) verbunden. Die Wellenabschnitte (6) sind jeweils mit einem Lande klappenantrieb (7) gekoppelt.

Zur Verbindung der Wellenabschnitte (6) mit dem Lande klappenantrieb (7) ist eine Antriebshebelmechanik (8) vorgesehen. Durch das Zusammenwirken der Antriebshebel mechanik (8) und der Hebelmechanik (5) wird eine Synchronisation der Positionierung der Landeklappen (3) und der Spalt-Steuerklappe (1) erreicht. Die Antriebs hebelmechanik (8) ist gemäß der Ausführungsform in Fig. 7 derart konstruiert, daß ausgehend von einer Lande klappenwelle (9), der zu dem Landeklappenantrieb (7) gehört, ein Mitnahmeflansch (10) verdreht wird, der über eine Kopplungsstange (11) mit einem als Mitnehmer ausgebildeten Verstellflansch (12) zusammenwirkt, der an der Positionierwelle (4) befestigt ist.

Der genaue konstruktive Aufbau der Hebelmechanik (5) ist in Fig. (8) dargestellt. Die Hebelmechanik (5) be steht aus einem Halterungsflansch (13), der an der Spalt-Steuerklappe (1) befestigt ist. Über einen Quer hebel (14) ist der Halterungsflansch (13) mit einem Mitnehmer (15) verbunden, der an einer Abtriebswelle (19) befestigt ist. Darüber hinaus sind an der Ab triebswelle (19) Anschlagvorsprünge (16) angeordnet, deren Positionierbereich durch Begrenzungselemente (17) festgelegt ist, die mit der Struktur des Flügels (2) fest verbunden sind. Die Begrenzungselemente (17) sollen als Einfahrstop und als Ausfahrstopp dienen.

Aus der Darstellung gemäß Fig. 9 ist ersichtlich, daß der Wellenabschnitt (6) aus einer Antriebswelle (18) und der Abtriebswelle (19) besteht, die mit einer Tor sionsfeder (20) miteinander verbunden sind. Die An triebswelle (18) ist innerhalb der rohrförmigen Ab triebswelle (19) angeordnet. Durch die Torsionsfeder (20) werden die Antriebswelle (18) und die Abtriebs welle (19) mit Hilfe von zwei Radialstiften (21), die jeweils am Ende der Torsionsfeder (20) angeordnet sind, gegeneinander verspannt. Die Radialstifte (21) sind fest mit der Torsionsfeder (20) verbunden und drücken jeweils gegen Anschlagflächen (22) von Umfangslang löchern an der Antriebswelle (18) einerseits und an der Abtriebswelle (19) andererseits. Die Orientierung der Anschlagflächen (22) ergibt sich aus den Fig. 10 und 11. Die Radialstifte (21) sind gleichsinnig und gleich zeitig mit beiden Wellen (18,19) in Anlage. In den oberen Darstellungen von Fig. 10 und Fig. 11 wird die Positionierung für eingefahrene Landeklappen, in den mittleren Darstellungen die Positionierung für eine Zwischenstellung und in den unteren Darstellungen die Positionierung für Landeklappen in der Landestellung wiedergegeben.

Die Größe und die Lokalisierung der Anschlagflächen (22) kann in Abhängigkeit von einem zu realisierenden Bewegungsablauf gewählt werden. Die Dimensionierung der Torsionsfeder (20) erfolgt derart, daß das Vorspann moment dem maximal benötigten Antriebsmoment für die Spalt-Steuerklappen (1) im Bereich der Abtriebswelle (19) entspricht. Bei einem zu übertragenden Drehmoment, das größer als die definierte Vorspannung der Torsions feder (20) ist, verdreht sich Antriebswelle (18) rela tiv zur Abtriebswelle (19).

Bei der Durchführung eines Bewegungsablaufes wird der zur Verfügung stehende Drehbereich durch die Begrenzungselemente (17) eingeschränkt. Die Abtriebs welle (19) dreht zunächst soweit, daß einer der An schlagvorsprünge (16) mit einem der Begrenzungselemente (17) in Kontakt kommt. Hierdurch wird eine weitere Drehung der Abtriebswelle (19) verhindert. Bei einer weiteren Drehung der Antriebswelle (18) erfolgt ein Lösen eines der beiden Radialstifte (21). Hierdurch wird eine weitere Verdrehung der Torsionsfeder (20) hervorgerufen.

Die Positionierung der Begrenzungselemente (17) erfolgt derart, daß der Einfahrstopp während des gesamten Stellbereiches für das variable Flügelprofil der Lande klappe (3) an der Abtriebswelle (18) anliegt. Das gleiche gilt für den Ausfahrstopp im Bereich zwischen der Start- und der Landestellung. In diesen Bereich führt die Spalt-Steuerklappe (1) keine Bewegung durch.

Das Zusammenwirken der Antriebswelle (18), der Ab triebswelle (19), der Torsionsfeder (20), der Radial stifte (21) sowie der Anschlagflächen (22) ist insbe sondere den verschiedenen Darstellungen zur Drehposi tionierung in den Fig. 10 und 11 zu entnehmen. Ins. besondere bei einer Gegenüberstellung der jeweils mitt leren zur unteren Darstellung in den Figuren ist die Positionierung der Antriebswelle (18) relativ zur Ab triebswelle (19) bei einem Eingriff der Anschlagflächen (22) durch Drehbeaufschlagung der Torsionsfeder (20) zu entnehmen.

Claims

1. Vorrichtung zur Verstellung von Spalt-Steuerklappen von Flugzeugen mit einem mit einem Landeklappenan trieb gekoppelten Getriebe, wobei die Spalt-Steuer klappe im Bereich eines Zwischenraumes zwischen einer Landeklappenvorderkante und einer Unterseite eines Flügels des Flugzeuges angeordnet ist, da durch gekennzeichnet,
daß die Spalt-Steuerklappe (1) zur Positionierung mit mindestens einer rotationsfähig gelagerten Positionierwelle (4) verbunden ist, wobei die Positionierwelle (4) in Wellenabschnitte (6) unter teilt ist, von denen jeder mit einem zugeordneten Landeklappenantrieb (7) gekoppelt ist,
daß der Wellenabschnitt (6) aus einer Antriebswelle (18), einer Abtriebswelle (19) sowie einer die An triebswelle (18) mit der Abtriebswelle (19) ver koppelnden Torsionsfeder (20) gebildet ist,
daß die Abtriebswelle (19) hohl ausgebildet ist und die Antriebswelle (18) aufnimmt und daß die Antriebswelle (18) ebenfalls hohl ausgebildet ist und die innen liegende Torsionsfeder (20) um schließt,
daß die Antriebswelle (18) und die Abtriebswelle (19) über zwei Radialstifte (21) verbunden sind, die in zugeordneten fluchtenden Umfangslanglöchern (Anschlagflächen 22) der Wellen (18, 19) geführt sind und mit der Torsionsfeder (20) vorgespannt sind,
daß strukturseitige Begrenzungselemente (17) für die Abtriebswelle (19) vorgesehen sind und
daß mindestens eine Hebelmechanik (5) zur Über tragung einer Drehbewegung der Wellenabschnitte (6) auf die zugeordnete Spalt-Steuerklappe (1) vorge sehen ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß die Positionierwelle (4) durch eine An triebshebelmechanik (8) mit dem Landeklappenantrieb (7) verbunden ist.