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Die Erfindung befaßt sich
mit einer Drehmomentbegrenzungsvorrichtung. Eine solche Vorrichtung kann
bei einem Flugsteuerbetätigungssystem
eines Flugzeugs eingesetzt werden, um einen Überlastschutz bereitzustellen.
Die Vorrichtung enthält
eine Einrichtung, mittels der der Drehmomentgrenzschwellwert in
Abhängigkeit
von der Anzahl von Umdrehungen variiert wird, die der Vorrichtung
durch eine Eingangswelle erteilt wird.
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1 verdeutlicht
schematisch ein Betätigungssystem 1 zum
Bewegen der hinteren Flügelklappen 2 an
einem einzigen Flügel
eines Flugzeugs. Eine Antriebseinrichtung 3, welche typischerweise
zentral am Flugzeug vorgesehen ist, liefert eine Antriebsenergie
auf den linken und rechten Flügel
(in der Zeichnung sind nur die Komponenten eines Flügels dargestellt).
Die Antriebsenergie wird einer Reihe von Betätigungsantriebsstationen 4 zugeleitet,
die längs
des Flügels
liegen. Die Betätigungsantriebsstationen 4 bewegen
die Klappen in diskrete Positionen. Jede Betätigungsantriebsstation kann
eine Getriebeanordnung aufweisen, um zu ermöglichen, daß eine von einer Antriebsübertragungseinrichtung 5 kommende
Energie übertragen
werden kann, und es kann eine Drehmomentsbegrenzungsvorrichtung
zum Überlastschutz
sowie eine Betätigungseinrichtung
vorgesehen sein, welche eine Drehmomentverstärkung/Geschwindigkeitsuntersetzung
zur Bewegung der Klappenfläche
bereitstellt. Die Antriebseinrichtung ist so ausreichend groß bemessen,
daß man
eine Antriebsenergie für
alle Betätigungsantriebsstationen
unter maximaler Belastung und extremen Umgebungsbedingungen erhält. Unter
normalen Betriebsbedingungen erhält
folglich jede Antriebsstation einen Teil der durch die Antriebseinrichtung
erzeugten Energie. Wenn jedoch eine Hemmung in irgendeiner Antriebsstation
auftritt, dann wird dem vollständigen
Stillstandsdrehmoment von der Antriebseinrichtung die Entgegenwirkung
durch die gehemmte oder gesperrte Antriebsstation entgegengesetzt.
Um eine Beschädigung
an der Betätigungseinrichtung
und zugeordneten Einrichtungen des Flugzeugs zu verhindern, ist
eine Drehmomentbegrenzungsvorrichtung der Betätigungseinrichtung vorgeschaltet.
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Eine schematische Ansicht eines Flugzeugklappenmechanismus
und einer zugeordneten Antriebsstation ist in den 2a und 2b gezeigt.
Eine Betätigungseinrichtung 8 ist
mit der Klappenfläche 9 entweder über eine
Verbindungsanordnung (nicht gezeigt) oder eine Schlitten- und Schienenanordnung 10 verbunden. Übliche Drehmomentbegrenzungsvorrichtungen
sind nicht regelbar und sie haben einen Drehmomentgrenzschwellwert,
welcher auf einen konstanten Wert festgelegt ist, welcher dem maximalen
Betriebsdrehmoment plus einer Abweichung (typischerweise 20% bis
30% des maximalen Betriebsdrehmoments) ist, um gestörte Fahrbewegungen
zu vermeiden. Für
den dargestellten Klappenmechanismus ist somit zu ersehen, daß bei einer
Auslegung mit einer nicht regelbaren Drehmomentbegrenzungsvorrichtung
die in der Strebe 11 sich ergebende axiale Belastung, welche
die Betätigungseinrichtung 8 mit
der Klappe 9 verbindet, während eines Sperrzustandes
infolge der geometri schen Auslegung vergleichsweise hoch sein kann,
wenn die Klappe 9 entweder vollständig eingefahren oder vollständig ausgefahren
ist. Wenn die Klappe entsprechend der Darstellung nach 2b eine Zwischenposition
einnimmt, wird der relative Momentenarm R größer, so daß man eine geringer axiale
Belastung an der Strebe 11 erhält.
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Die 3a und 3b verdeutlichten ferner
die Auswirkungen der geometrischen Position der Betätigungseinrichtung
bezüglich
der durch die Strebe 11 aufzunehmenden Belastung, und sie
zeigen ferner, auf welche Weise mit dem Vorsehen einer regelbaren
Drehmomentbegrenzungsvorrichtung sich die Strebenspitzenbelastung
reduzieren läßt. 3a zeigt einen typischen
Zusammenhang zwischen einem Betätigungseinrichtungsausgangsdrehmoment
und einer Klappenposition. Das Betätigungseinrichtungsausgangsdrehmoment 13 erreicht,
wie dargestellt, einen maximalen Wert zwischen einer Klappenposition
von 15° und
20°. Bei einer
nicht regelbaren Drehmomentbegrenzungsvorrichtung 14 kann
der maximale Sperrwert 1,8 × maximales Betriebsdrehelement
betragen, und wird auf einen konstanten Wert unabhängig von
der Klappenposition gehalten. Bei einer regelbaren Drehmomentbegrenzungsvorrichtung 15 nimmt
der Einstellwert 1,8 × Betriebsdrehmoment
für eine
gegebene Klappenposition an, und wird daher entsprechend geregelt.
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Die an der Strebe
11 auftretende
Belastung in einem Blockierungszustand läßt sich wie folgt darstellen:
wobei
folgendes gilt:
Fs = Belastung an der Strebe
Θ = Drehwinkel
der Achse des Radiusarms ausgehend von einer Position, in der die
Achse des Radiusarms senkrecht zu der Längsachse der Strebe ist.
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Bei einer Auslegung mit einer nicht
regelbaren Drehmomentbegrenzungsvorrichtung kann folglich entweder
bei vollständig
eingefahrener oder vollständig
ausgefahrener Klappe eine relativ hohe Strebenspitzenbelastung auftreten,
wie dies mit der Linie 16 in der 3b verdeutlicht ist. Bei einer Auslegung
mit einer regelbaren Drehmomentbegrenzungsvorrichtung würde man
eine wesentlich niedrigere Drehmomentbegrenzungseinstellung für die gleiche
entsprechende Position bekommen, wodurch sich die Strebenbelastung
absenken ließe,
wie dies mit der Linie 17 verdeutlicht ist. Bei einer solchen
Auslegung würde
die Strebenspitzenbelastung dem Punkt mit dem maximalen Betriebsdrehmoment
entsprechen. Aufgrund der geometrischen Position der Betätigungseinrichtung 8 und
der Strebe 11 jedoch erhält man einen geringeren mechanischen
Vorteil, aber man erhält
dennoch eine niedrigere Strebenspitzenbelastung als bei einer nicht
regelbaren Drehmomentbegrenzungsvorrichtung.
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Wenn die Strebenspitzenbelastung
reduziert werden könnte,
ließen
sich die zugeordneten Bauteile des Flugzeugs gewichtsmäßig leichter
und/oder kleiner auslegen.
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In US-5,199,538 ist eine Drehmomentbegrenzungsvorrichtungsauslegung
mit einer variablen Einstellgröße beschrieben,
bei der ein Vergleichselement an der Ausgangswelle der Vorrichtung
vorgesehen ist, um die Anzahl von Umdrehungen der Ausgangswelle
zu überwachen.
Das Vergleichselement weist eine Hülse auf, welche koaxial mit
dem Ausgangsflansch einer Kugelrampen-Drehmomentbegrenzungsvorrichtung angeordnet
und über
eine Getriebeeinrichtung hiermit verbunden ist, welche bewirkt,
daß die
Drehgeschwindigkeit der Hülse
sich geringfügig
von der Drehgeschwindigkeit des Ausgangsflansches unterscheidet.
Hierdurch erhält
man eine relative Bewegung zwischen dem Ausgangsflansch und der
Hülse,
wenn sich die Ausgangswelle der Drehmomentbegrenzungsvorrichtung
dreht. Diese relative Drehbewegung wird in eine axiale Bewegung über eine
weitere Kugelrampe umgewandelt. Die axiale Bewegung wird genutzt,
um die Federvorbelastung zu verändern,
welche die Drehmomentbewegungseinstellgröße der Drehmomentbegrenzungsvorrichtung
steuert.
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Eine solche Auslegung hat gewisse
Nachteile.
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In typischerweise muß eine Drehmomentbegrenzungsvorrichtung
derart gesteuert werden, daß man eine
geringe Abweichung bei der Schwellwertvorgabetoleranz hat. Der minimale
Wert, unter dem eine nicht regelbare Drehmomentbegrenzungsvorrichtung
betrieben werden muß,
beläuft
sich auf etwa 20% bis 30% über
dem maximalen Betriebsdrehmoment, um das Auftreten von störenden Sperrungen
zu vermeiden. Unter Berücksichtigung
von Fertigungstoleranzen, Betriebstemperaturen (welche sich typischerweise
auf –54°C bis +70°C belaufen)
und des aufsummierten Verschleißes
berechnet über
der zu erwartenden Standzeit, wird der maximale Wert, innerhalb
welchem die Drehmomentbegrenzungsvorrichtung gesteuert wird, derart
angegeben, daß er
zwischen 70% bis 80% über
dem maximalen Betriebsdrehmoment liegt. Die Fähigkeit, den maximalen Schwellwert
zu begrenzen, ist wichtig, da dieser Wert bei den Festigkeitsanforderungen
an die Betätigungseinrichtung
und die Bauteile des Flugzeugs stromab von der Antriebsstation von
großer
Bedeutung ist. Wenn man den maximalen Vorgabewert größer wählt, so
ergibt sich folglich ein zusätzliches
Gewicht für
das Flugzeug.
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Wie zuvor angegeben ist, beschreibt
US-5,199,538 eine Vorrichtung, bei der das Vergleichselement und
die Einrichtung zur Einstellung der Federvorbelastung stromab von
der Kugelrampen-Drehmomentbegrenzungsvorrichtung angeordnet ist.
Als Folge hiervon trägt
jeglicher Widerstand oder Wirkungsgradverlust, resultierend aus
der Einrichtung, zu einer größeren Variationsbreite
bei der Vorgabetoleranz der Drehmomentbegrenzungsvorrichtung bei.
Bei der bevorzugten Ausführungsform,
die in US-5,199,538 gezeigt ist, wird ferner eine Vorbelastungseinstellung
dadurch erzielt, daß man
eine Reihe von Vorsprüngen
und Vertiefungen längs
des Steuerwegs vorsieht, wodurch man in Wirklichkeit eine Nockenfläche erhält. Dies
hat den Nachteil eines begrenzten Hubs zur Einstellung der Vorbelastung,
was zusammen mit dem Einsatz einer Stellfeder mit hoher Federrate
dann dazu führt,
daß man
größere Einstellveränderungsbereiche
infolge von Hystereseeffekten erhält.
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Da die Drehmomentbegrenzungs-Schwellwertvorgabe
nach Maßgabe
der Betätigungseinrichtungs/Klappenposition
eingestellt und geregelt wird, ist es erforderlich, eine geeignete
Einrichtung zu haben, welche die Vorrichtung in einer bekannten
Position einstellt, wenn diese in dem Flugzeug montiert ist. Ansonsten
könnte
der Drehmomentbegrenzungsschwellwert in ungenauer Weise dem Ausgangsdrehmomentprofil entsprechen,
welches bei der Betätigungseinrichtung
während
des Ausfahrens/Einfahrens der Klappe auftritt. Bei der bevorzugten
Ausführungsform
nach US-5,199,538 sind keine solchen Einrichtungen vorgesehen.
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Gemäß einem ersten Aspekt nach
der Erfindung wird eine Drehmomentbegrenzungsvorrichtung, welche
ein Eingangselement (30), ein Ausgangselement (34)
und eine Vorbelastungseinrichtung aufweist, welche derart beschaffen
und ausgelegt ist, daß sie
eine Vorbelastungskraft auf das Ausgangselement (34) aufbringt, um
das Ausgangselement und das Eingangselement (30) aufeinander
zu drücken,
bereitgestellt, welche sich dadurch auszeichnet, daß die Vorbelastungseinrichtung
erste und zweite, koaxial ausgerichtete Vorbelastungselemente (110, 112)
in Gewindeeingriff miteinander und eine Feder (120) aufweist,
welche zwischen dem Ausgangselement (34) und dem zweiten
Vorbelastungselement (112) angeordnet ist, die ersten und
die zweiten Vorbelastungselemente derart beschaffen und ausgelegt
sind, daß sie
durch das Eingangselement (30) zur Ausführung einer relativen Drehbewegung
bezüglich
einander derart angetrieben sind, daß eine axiale Translationsbewegung
zwischen den ersten und den zweiten Vorbelastungselementen auftritt,
wobei die axiale Translationsbewegung des zweiten Vorbelastungselements
die Vorbelastungskraft verändert,
di durch die Feder (120) auf das Ausgangselement (30)
aufgebracht wird, und zwar in einer solchen Weise, daß die Vorbelastungskraft
sich als eine Funktion der Größe der Drehbewegung
des Eingangselements (30) ändert.
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Somit wird eine Auslegung bereitgestellt,
bei der der Drehmomentverstellwert eine Funktion des Verdrehungsgrades
ist, welchen man durch die Eingangswelle erhält. Ferner wird das durch die
Einstelleinrichtung absorbierte Drehmoment stromaufwärtig von
den Drehmomentbegrenzungselementen abgenommen und folglich trägt es nicht
zu einer Veränderung
der Drehmomentbegrenzungseinstellung bei.
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Vorzugsweise weist die Drehmomentbegrenzungsvorrichtung
Drehmomentbegrenzungselemente zum Übertragen eines Drehmoments
zwischen den Eingangselementen und den Ausgangselementen auf.
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Vorzugsweise ist das Eingangselement
ein Flansch oder eine Scheibe, welche eine Mehrzahl von Ausnehmungen
zum Zusammenarbeiten mit den Drehmomentübertragungselementen enthält. Auch
das Ausgangselement kann ein Flansch oder eine Scheibe sein, welche
ebenfalls eine Mehrzahl von Ausnehmungen zum Zusammenarbeiten mit
den Drehmomentübertragungselementen
enthält.
Die Eingangs- und Ausgangselemente können koaxial ausgerichtet und
derart ausgelegt sein, daß sie
eine begrenzte relative axiale Bewegung bezüglich einander ausführen können.
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Vorzugsweise sind die Drehmomentübertragungselemente
Wälzelement,
wie Kugeln oder Wälzkörper, welche
zwischen den Eingangs- und Ausgangselementen angeordnet sind, und
die mit den jeweils dort vorgesehenen Ausnehmungen zusammenarbeiten.
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Vorzugsweise sind die Ausnehmungen
derart profiliert, daß ein
zwischen dem Eingangselement und dem Ausgangselement wirkendes Drehmoment
bewirkt, daß die
Wälzelemente
die Ausnehmungen dadurch verlassen, daß sie sich auf den geneigten
Seiten abwälzen.
Hierdurch wird bewirkt, daß die
Eingangs- und Ausgangselemente sich entgegen einer axialen Kraft
voneinander weg bewegen, welche auf die Elemente über die
Vorbelastungseinrichtung einwirkt. Die Bewegung eines der Elemente
voneinander weg wird genutzt, um eine Bremseinrichtung zu betätigen, so
daß eine
Drehmomentübertragung über die
Begrenzungsvorrichtung verhindert wird.
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Für
die Feder, die zwischen dem Ausgangselement und dem zweiten Vorbelastungselement
liegt, kommen unterschiedliche Federauslegungen in Betracht, einschließlich beispielsweise
Spiralfedern und Tellerfedern.
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Vorzugsweise weist die Bremse einen
Stapel von Scheiben auf. Etwa die Hälfte der Scheiben wird von einem
Gehäuse
der Drehmomentbegrenzungsvorrichtung getragen, und sie sind an einer
Bewegung relativ hierzu gehindert. Die Scheiben können mittels
einer Keilanordnung oder ähnlichen
Anordnung in dem Gehäuse
gehalten sein, so daß sie
eine begrenzte axiale Bewegung ausführen können. Zwischen benachbarten
Seiten, die an dem Gehäuse
angebracht sind, sind Scheiben angeordnet, die von dem Ausgangselement
getragen werden und sich mit diesem drehen können. Die Bewegung des Ausgangselements
von dem Eingangselement weg bewirkt, daß die Scheiben zwischen dem
Ausgangselement und einem Träger
zusammengedrückt werden,
welcher an dem Gehäuse
angebracht ist. Dieses Zusammendrücken führt zu einer Steigerung der Reibung
zwischen benachbarten Scheiben, welche eine Drehbewegung des Ausgangselements
verhindert.
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Vorzugsweise ist die Vorbelastungseinrichtung
zwischen einem Teil des Ausgangselements und einer beweglichen Verstellplatte
gelagert. Die Verstellplatte kann mit einem Gewindeabschnitt der
Eingangswelle zusammenarbeiten. Die Verstellplatte kann ferner über eine
Zahnradverbindung mit der Eingangswelle verbunden sein, so daß die Drehbewegung
der Eingangswelle eine relative Drehbewegung zwischen der Eingangswelle
und der Verstellplatte bewirkt, um hierdurch eine axiale Bewegung
der Verstellplatte zur Veränderung
der Vorbelastungskraft zu erzielen.
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Zusätzlich kann die Vorbelastungseinrichtung
derart beschaffen und ausgelegt sein, daß eine Totgangbewegung des
ersten Vorbelastungselements während
einer Anfangsphase der Drehbewegung des Eingangselements vorhanden
ist, wodurch die Vorbelastungskraft während dieses Zeitraums konstant
bleibt. Bei einer weiteren alternativen Auslegungsform kann die
Vorbelastungsfeder zwischen einer Verlängerung des Ausgangselements
und einer Rückseite
des Ein gangselements verlaufen. Die Feder kann zur Anlage gegen ein
Wälzelement
kommen, welches in einem Käfig
gehalten ist und mit einer profilierten Rampe an der Rückseite
des Eingangselements zusammen arbeitet. Eine relative Drehbewegung
des Käfigs
bezüglich
des Eingangselements bewirkt daher, daß das Wälzelement sich bezüglich der
Rückseite
des Eingangselements bewegt, und die durch die Überlastungskraft eingestellt
wird. Der Käfig
wird von der Eingangswelle über
eine Getriebeanordnung derart angetrieben, daß die Drehgeschwindigkeit des
Käfigs
und die Drehbewegung der Eingangswelle um ihre gemeinsame Achse
unterschiedlich sind.
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Weitere Einzelheiten, Merkmale und
Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung
von bevorzugten Ausführungsformen
unter Bezugnahme auf die beigefügte
Zeichnung. Darin gilt:
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1 ist
ein Diagramm zur Verdeutlichung der Anordnung der Antriebsstationen
bei einem Flugzeugflügel;
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2a ist
eine Ansicht zur Verdeutlichung einer Flugzeugklappe und der zugeordneten
Betätigungseinrichtung
in der eingefahrenen Position;
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2b verdeutlicht
eine Flugzeugklappe und die zugeordnete Betätigungseinrichtung in einer
Zwischenposition;
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3a verdeutlicht
den Zusammenhang zwischen dem Ausgangsdrehmoment und der Klappenposition;
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3b verdeutlicht
den Zusammenhang zwischen der Axialkraft in der Strebe und der Klappenposition;
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4 ist
eine Schnittansicht einer Drehmomentbegrenzungsvorrichtung gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
nach der Erfindung; und
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5 verdeutlicht
einen Zusammenhang zwischen der Drehmomentbegrenzungseinstellung
und der Klappenposition bei der ersten bevorzugten Ausführungsform
nach der Erfindung.
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4 verdeutlicht
eine Querschnittsansicht einer regelbaren Drehmomentbegrenzungsvorrichtung gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
nach der Erfindung. Eine Eingangswelle 20 erstreckt sich über die Länge der
Drehmomentbegrenzungsvorrichtung hinweg und hat Keilausbildungen,
die an jedem Ende derart vorgesehen sind, daß eine Anzahl von Einrichtungen
in Serie angeordnet sein kann. Die Eingangswelle 20 trägt einen
Eingangsflansch 30, welcher an einen Ausgangsflansch 34 angrenzt.
Eine erste Fläche 32 des
Eingangsflansches 30 hat eine Reihe von profilierten Taschen,
welche darin ausgebildet sind. In ähnlicher Weise hat eine erste
Fläche 36 des
Ausgangsflansches 34 einen entsprechenden Satz von profilierten
Taschen. Die Flächen 32 und 36 sind
einander zugewandt, und die Taschen arbeiten zusammen, um drehmomentübertragende
Kugeln 40 zwischen dem Eingangs- und dem Ausgangsflansch
zu halten. Der Ausgangsflansch 34 steht in Keilverbindungseingriff
mit einem ersten, schalenförmigen
Element 50, welches ein erstes Ausgangszahnrad 52 antreibt,
welches seinerseits ein leer laufendes Zahnrad 54 und ein
zweites Ausgangszahnrad 56 antreibt. Der Ausgangsflansch 34 weist
auch eine Hülse 38 auf,
welche mittels einer Eingriffsverbindung mit einem Satz von Bremsscheiben 60 in
Eingriff ist, welche in abwechselnder Anordnung zwischen einem weiteren
Satz von Bremsscheiben 62 angeordnet sind, welche an einem
Gehäuse 64 angebracht
sind. Die Bewegung des Ausgangsflansches von dem Eingangsflansch
weg infolge des zwischen den Flanschen 30 und 34 übertragenen
Drehmoments bewirkt, daß die
Kugeln 40 sich aus den profilierten Taschen heraus bewegen. Somit
wird bewirkt, daß die
Bremsscheiben gegeneinander zur Anlage kommen, und die Reibung zwischen denselben
den Ausgangsflansch gegenüber
einer weiteren Drehbewegung festhält.
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Der Mechanismus zum Steuern der Drehmomenteinstellung
weist einen mit einem Keil versehene Hülse 90 auf, welche
auf einer Wälzlageranordnung 62 um
einen Abschnitt der Eingangswelle 20 gelagert ist. Die
Hülse 90 endet
an einem Ende mit einem mit Zähnen
versehenen Abschnitt 94, welcher mit einem Satz von Zahnradzähnen 102 zusammenarbeitet,
welche auf einem Zahnradelement 100 vorgesehen sind. Das Zahnradelement 100 trägt auch
einen weiteren Satz von Zahnradzähnen 104,
welche mit einem Zahnrad 96 zusammen arbeiten, welches
auf der Eingangswelle 20 vorgesehen ist.
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Ein erster Antrieb weist das Zusammenarbeiten
von Zahnrad 96 und Zahnrad 104 auf. Das Verhältnis des
ersten Antriebs ist berechnet als 57 : 57 = 1. Ein zweiter Antrieb
weist das Zusammenarbeiten von Zahnrad 94 und Zahnrad 102 auf.
Das Verhältnis
des zweiten Antriebs wird berechnet als 56 : 58 = 0,9655. Somit
unterscheidet sich das Verhältnis
des ersten und des zweiten Antriebs geringfügig voneinander, so daß bei einer gegebenen
Drehzahl der Eingangswelle 20 die Drehzahl der Hülse 90 geringfügig kleiner
ist.
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Die Drehbewegung der Hülse 90 wird über Keilverbindungen 95 auf
ein im allgemeinen zylindrisches Element 110 übertragen,
welches seinerseits in Gewindeeingriff mit einem zweiten, schalenförmigen Element 112 steht.
Das schalenförmige
Element 112 ist ebenfalls mittels eines Keileingriffs 114 mit
der Eingangswelle 20 verbunden. Die Drehbewegung der Eingangswelle 20 führt somit
zu einer relativen Drehbewegung zwischen dem zylindrischen Element 110 und
dem zweiten schalenförmigen
Element 112. Hierdurch erhält man eine axiale Bewegung
zwischen den Elementen 110 und 112.
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Die Axialbewegung des Elements 110 ist
durch die Anlage an einem Distanzstück 116 begrenzt. Wenn diese
Anlage einmal eingestellt ist, bewirkt eine weitere Drehbewegung
der Eingangswelle 20, daß das zweite, schalenförmige Element 112 eine
axiale translatorische Bewegung ausführt, welche ihrerseits die
Kraft verändert,
welche von einer ersten Federpackung 120 aufgebracht wird,
welche zwischen dem zweiten, schalenförmigen Element 112 und
der Hülse 38 verläuft. Ein
zweiter Federpack 122 ist zwischen einer Schulter auf der Eingangswelle 20 und
dem zweiten schalenförmigen
Element 112 vorgesehen, und wird für eine Vorbelastungsbewegung
des schalenförmigen
Elements 112 gegenüber
dem ersten Federpack 120 genutzt.
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Nachstehend wird die Arbeitsweise
der Drehmomentbegrenzungsvorrichtung näher erläutert.
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Die Auslegung nach 4 zeigt eine regelbare Drehmomentbegrenzungsvorrichtung,
bei der der Drehmomentbegrenzungsschwellwert zu Beginn mit einem
relativ hohen Wert anfangen kann, wenn die Flugsteuerfläche in der
eingefahrenen Position ist, und dann kann während der Ausfahrbewegung der
Klappe dieser Wert progressiv abnehmen. Ein Diagramm zur Verdeutlichung
der Herabsetzung des Drehmomentbegrenzungseinstellwertes im Verhältnis zur
Klappenausfahrbewegung ist in 5 gezeigt.
Bei der dort beschriebenen, bevorzugten Ausführungsform wird die Drehmomentbegrenzungseinstellung
zwischen der Klappenposition 0° und
der Klappenposition 10° ebenfalls
auf einem konstanten Wert gehalten, so daß das Drehmomentbegrenzungseinstellprofil 162 jenes
des Betätigungseinrichtungs-Ausgangsdrehmomentprofils 160 nachahmt.
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Die Drehmomentbegrenzungsvorrichtungs-Auslegung
ist zu Beginn wie in 4 gezeigt
beschaffen, welche mit dem Flugzeug "montiert" ist. Diese Position wird durch die
Ausrichtung von zwei Öffnungen
detektiert, wobei eine Öffnung 130 in
dem zylindrischen Element 110 und eine Öffnung 132 in dem
zweiten, schalenförmigen
Element 112 vorgesehen ist. Die Bestätigung dieser Montageposition
durch das Einsetzen eines Montagestifts (nicht gezeigt) wird durch
die beiden Öffnungen
bestätigt,
welcher durch Abnahme des Verschlussstopfens 134 zugänglich ist.
Die Montageposition entspricht der verstauten Position der Flugsteuerfläche. In
dieser Position nimmt die Drehmomentbegrenzungsvorrichtung ihren
höchsten
Einstellwert ein.
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Zur Unterstützung der Beschreibung der
Betriebsweise der Drehmomentbegrenzungsvorrichtung wird ferner auf
eine in Gegenuhrzeigerrichtung gerichtete (ACW)Drehbewegung der
Eingangswelle 20 Bezug genommen, wodurch die Flugsteuerfläche ausgefahren
wird, und auf eine Uhrzeiger(CW)Drehbewegung der Eingangswelle 20 Bezug
genommen, während
die Flugsteuerfläche
eingefahren wird.
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Die Drehbewegung der Eingangswelle
in ACW-Richtung zum Ausfahren der Flugsteuerfläche bewirkt eine relative Drehbewegung
zwischen dem zylindrischen Element 110 und dem zweiten
schalenförmigen
Element 112 aufgrund der von dem Element 100 gebildeten
Zahnradübertragungseinrichtung.
Diese Bewegung bewirkt zu Beginn, daß das zylindrische Element 110 eine
translatorische Bewegung (in 4 in
Richtung nach links) ausführt,
bis es zur Anlage an einem Distanzstück 116 kommt. Diese
Bewegung stellt einen Totgang dar, innerhalb welchem das Drehmoment
sich nicht in Abhängigkeit
von der Drehbewegung ändert
(d. h. unter Bezugnahme auf 5 ausgehend
von der 0°-Klappenposition zu
der 10°-Klappenposition).
Wenn jedoch das zylindrische Element 110 in Kontakt mit
dem Distanzstück 116 kommt,
bewirkt eine weitere Drehbewegung der Eingangswelle 20,
daß das
zweite, schalenförmige
Element 112 eine translatorische Bewegung von dem Eingangsflansch 30 weg
ausführt
(in 4 in Richtung nach
rechts). Hierdurch wird das erste Federpack 120 entspannt,
und die Kraft wird hierdurch kleiner, welche auf den Ausgangsflansch 34 einwirkt,
wodurch der Drehmomentbegrenzungsschwellwert herabgesetzt wird.
Somit wird der Drehmomentbegrenzungsschwellwert kleiner, wenn sich
die Flugsteuerfläche
in Richtung zu ihrer vollständig
ausgefahrenen Position bewegt.
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Die Drehbewegung der Eingangswelle 20 in
eine CW-Richtung zum Einfahren der ausgefahrenen Flugsteuerfläche kehrt
die vorstehend angegebene Reihenfolge um, und es wird bewirkt, daß das zweite, schalenförmige Element 112 eine
translatorische Bewegung (nach links) unterstützt durch die Vorbelastungskraft
ausführt,
die von dem zweiten Federpack 122 bereitgestellt wird.
Hierdurch wird bewirkt, daß das
erste Federpack 120 zusammen gedrückt wird und somit die Kraft
größer wird,
welche auf den Ausgangsflansch 34 einwirkt, wodurch der
Drehmomentbegrenzungsschwellwert größer gemacht wird.
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Wenn stromab von dem Ausgangsflansch 34 eine
Hemmung (Sperrung) auftritt, bewirkt ein übermäßiges Drehmoment auf den Eingansflansch 30 über die
Eingangswelle 20, daß der
Drehmomentbegrenzungsschwellwert überschritten wird und eine
weitere Drehbewegung der Vorrichtung und der Verbindungselemente durch
Anziehen der Bremse verhindert wird. Das Anziehen der Bremse erfolgt
auf die nachstehend beschriebene Weise.
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Eine von dem einwirkenden Drehmoment
resultierende Tangentialkraft wird über die Kugeln 40 verteilt.
Die Kugeln 40 sitzen in Taschen mit geneigten Seiten, und
folglich werden die Kugeln gezwungen, aus den Taschen durch Abwälzen an
den Seiten herauszutreten. Hierdurch wird eine Axialkraft erzeugt,
welche von der Vorbelastungskraft aufgebracht wird und dem ersten
Federpack 120 entgegenwirkt. Wenn das auf den Eingangsflansch 30 einwirkende
Drehmoment größer wird,
versucht die Axialkraft, den Eingangsflansch 30 und den
Ausgangsflansch 34 weiter voneinander zu trennen, bis die
Vorbelastungskraft, aufgebracht von dem ersten Federpack 120, überschritten
wird. Der Ausgangsflansch 34 bewegt sich dann von dem Eingangsflanschs 30 (in
Richtung nach rechts) weg, wodurch die Bremsscheiben 60 und 62 miteinander
in Eingriff kommen können,
und eine weitere Drehbewegung des Ausgangsflansches 34 verhindern,
und zwar bis zu dem Zeitpunkt, zu dem kein übergroßes Drehmoment mehr vorhanden
ist.
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Auf diese Weise ist es somit möglich, eine
regelbare Drehmomentbegrenzungsvorrichtung bereitzustellen, bei
der der Antriebs für
den Drehmomentbegrenzungseinstellmechanismus stromaufwärtig von
den Drehmomentbegrenzungselementen abgegriffen wird, so daß man keine
Kompromisse hinsichtlich der Toleranzgrenze zwischen der minimalen
und maximalen zu erwartenden Sperrwerten berücksichtigen muß, welche
bei nicht regelbaren Drehmomentbegrenzungsvorrichtungen auftreten.
