DE102004063018B4 - Vorrichtung zur Überwachung von verschwenkbaren Klappen an Flugzeugtragflügeln - Google Patents

Abstract

Vorrichtung zur Überwachung von verstellbaren Klappen, wie Landeklappen, an Flugzeugtragflügeln über Drehsensoren (9) zur Ermittlung von Fehlstellungen oder fehlerhaften Antrieben über eine Auswerteeinrichtung (11), wobei die Klappen (1, 2) durch zentrale Antriebseinheiten (3) sowie einen Wellenstrang (4) verstellbar und jede Klappe (1, 2) über mehrere zugeordnete lokale Stellelemente (5, 6) gehalten und einstellbar sind, und wobei Signale der Drehsensoren (9) als dezentrale Überwachungseinrichtungen zur Fehlerlokalisierung der lokalen Stellelemente (5, 6) jeder Klappe (1, 2) an die Auswerteeinrichtung (11) übermittelbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehsensoren (9) jeweils in der Drehachse (8) der Klappe (1, 2) jedem Stellelement (5, 6) zugeordnet und zur Sensorrotation über einen Federbügel (10) als Koppel für eine Winkelübertragung mit dem Stellelement (5, 6) verbunden sind, wobei der Federbügel (10) in Rotationsrichtung eine Steifigkeit und in lateraler Richtung für einen Ausgleich von auftretenden Querbewegungen der Stellelemente (5, 6) eine Weichheit aufweist.

Description

• Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Überwachung von verstellbaren Klappen, wie Landeklappen, an Flugzeugtragflügeln über Drehsensoren zur Ermittlung von Fehlstellungen oder fehlerhaften Antrieben über eine Auswerteeinrichtung, wobei die Klappen durch zentrale Antriebseinheiten sowie einen Wellenstrang verstellbar und jede Klappe über mehrere zugeordnete lokale Stellelemente gehalten und einstellbar sind, und wobei Signale der Drehsensoren als dezentrale Überwachungseinrichtungen zur Fehlerlokalisierung der lokalen Stellelemente jeder Klappe an die Auswerteeinrichtung übermittelbar sind.
• Bei bekannten Anordnungen von Landeklappen werden über eine zentrale Antriebseinheit mit einem Drehwellenstrang eine Vielzahl von Landeklappen betätigt und durch lokale Stellelemente die einzelnen Klappen in Form von Spindeln oder Kurbeltrieben gehalten und verstellt. Üblicherweise sind dabei synchron laufende lokale Stelleinrichtungen angeordnet.
• Es besteht der Mangel, dass im Fehlerfall eines lokalen Stellantriebs eine Synchronisation nicht mehr gegeben ist und die Klappe tordiert wird und verkantet. Wird der Fehler nicht rechtzeitig erkannt und die Klappe weiter betätigt, kann dies zur Zerstörung der Klappenstruktur führen.
• Es ist zur Vermeidung dieser Zustände bekannt, eine Ausbildung mit einem doppelten Lastpfad der lokalen Stelleinrichtung anzuordnen. Ferner ist bekannt, dass eine Torsion und Verkantung über einen Positionsvergleich zwischen den Klappen an der Trennstelle zwischen zwei Klappen vermeidbar ist.
• Nach der EP-B-922 633, entsprechend DE 698 16 574 T2 , ist vorgesehen, eine Torsion und Verkantung über einen Vergleich der Klappenpositionen an jeder Antriebsstation zu bestimmen, wobei die Klappenpositionen über Gestänge/Kurbelanordnungen einem Drehsensor zugeführt werden. Es hat sich aber gezeigt, dass eine derartige Ausführung mit einem Gestänge bzw. einer Kurbelanordnung nachteilig ist, da deren Toleranzen die Meßgenauigkeit negativ beeinflussen. Dies hat zur Folge, dass die Klappenstrukturen und Beschläge auf unnötig hohe Fehlerkräfte ausgelegt werden müssen. Ferner ist bei Klappen mit feststehender Drehachse eine unnötig hohe Anzahl von zusätzlichen Bauteilen erforderlich.
• Weiter ist aus der DE 103 13 728 A1 ein Klappensystem am Tragflügel eines Starrflügel-Flugzeugs bekannt, bei dem eine Anzahl von Klappen durch eine zentrale Antriebseinheit über Drehwellenstränge angetrieben werden. Mit den Klappen sind jeweils zwei lokale Stellantriebe gekoppelt, deren Positionen von Positionssensoren erfaßt wird, die auf der Welle installiert sind und die zur Synchronisierung und gegenseitigen Abstimmung der Stellantriebe dienen.
• Die Aufgabe der Erfindung ist es, auf einfache Weise für Klappen eine ständige Torsions- und Verkantungsüberwachung mit einer Fehlerlokalisierung durch dezentrale Überwachung zu schaffen, die Ungenauigkeiten vermeidet und eine einfache Nulljustierung ermöglicht.
• Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß mit dem Merkmalen des Anspruchs 1 dadurch, dass die Drehsensoren jeweils in der Drehachse der Klappe jedem Stellelement zugeordnet und zur Sensorrotation über einen Federbügel als Koppel für eine Winkelübertragung mit dem Stellelement verbunden sind, wobei der Federbügel in Rotationsrichtung eine Steifigkeit und in lateraler Richtung für einen Ausgleich von auftretenden Querbewegungen der Stellelemente eine Weichheit aufweist.
• Hierdurch ist es möglich, eine gewichtsoptimale Anordnung zu schaffen und einen Fehler des lokalen Stellelements zu erkennen sowie durch Abschalten des zentralen Antriebs eine Klappentorsion bzw. Klappenverkantung zu vermeiden, als auch andere Fälle in der Transmission, beispielsweise Wellenbruch, festzustellen.
• Eine ständige Torsions- und Verkantungsüberwachung führt weiterhin nicht mehr zu möglichen Klappenüberbeanspruchungen durch in der Praxis auftretende Verschiebungen der sogenannten Torque- bzw. Force-Load-Limiter-Werte an jeder Station. Mit dem dezentralen Überwachungsprinzip besteht eine Abschaltungsmöglichkeit des zentralen Antriebs bei diesem Fehler.
• Gemäß einer Ausführungsform können die Drehsensoren über den Federbügel mit dem Stellelement in einem Abstand zur Drehachse verbunden sein.
• Eine einfache Ausbildung besteht darin, dass der Federbügel als Federstahlbügel mit einer flächigen Ausdehnung in Rotationsrichtung ausgebildet ist.
• Für die Klappensymmetrie des linken und rechten Tragflügels können die Signale der Drehsensoren als Überwachungseinrichtungen jeder Klappe der Auswerteeinrichtung getrennt zuführbar sein.
• Um eine Symmetrie der beiden Flügel zusätzlich zu überwachen, ist vorgesehen, daß die Signale der Drehsensoren als Überwachungseinrichtungen jeder Klappe einer Auswerteeinrichtung getrennt für die Klappensymmetrie des linken und rechten Tragflügels zuführbar sind.
• In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch dargestellt. Es zeigen:
• 1 eine Prinzipdarstellung von verstellbaren Landeklappen über einen Wellenstrang einer zentralen Antriebseinheit,
• 2 eine Schemadarstellung mit einer Klappe im ausgefahrenen und eingefahrenen Zustand sowie bei Ausfall eines Stellelementes,
• 3 eine Klappenordnung als Seitenansicht mit einem Stellelement und zugeordnetem Drehsensor mit Federbügel zur Winkelübertragung,
• 4 eine Prinzipdarstellung einer ausgefahrenen Klappenposition mit Stellelement und zugeordnetem Drehsensor,
• 5 eine Schaltungsanordnung einer Anordnung.
• Bei der dargestellten Anordnung sind jeweils zwei Landeklappen 1 und 2 an jeder Flügelseite angeordnet und über eine zentrale Antriebseinheit 3 und einen Wellenstrang 4 verstellbar. Hierbei ist jede Klappe 1, 2 über zwei Stellelemente 5, 6 gehalten und verschwenkbar einstellbar. Üblicherweise werden die Klappen 1, 2 von den Stellelementen 5, 6 sowie der Führung 7 gehalten.
• Jede Klappe 1, 2 besitzt eine feststehende Drehachse 8 über das zugeordnete Stellelement 5, 6, wobei jeweils Drehsensoren 9 genau dem Drehpunkt der jeweiligen Klappe 1, 2 zugeordnet sind. Zur direkten Winkelübertragung von Klappenrotation auf die Sensorrotation ist ein Federbügel 10 zwischen Drehsensor 9 und Stellelement 5, 6 angeordnet. Dieser Federbügel 10 ist als Federstahlbügel mit einer flächigen Ausdehnung in Rotationsrichtung ausgebildet. Hierdurch wird eine hohe Steifigkeit in Rotationsrichtung für eine hohe Meßgenauigkeit bei gleichzeitig lateraler notwendigen Weichheit quer zur Flugrichtung erzielt. Die laterale Weichheit des Federbügels 10 ist notwendig, die geringen Querbewegungen der Stellelemente durch Flügel- und Klappendurchbiegung zu kompensieren.
• Die Signale der Drehsensoren 9 für jede Klappe 1, 2 mit ihren zugeordneten Stellelementen 5, 6 werden einer zugeordneten Auswerteeinrichtung 11 zugeführt, die gegebenenfalls die zentrale Antriebseinheit 3 abschaltet. Gleichzeitig ist hierdurch eine Klappensymmetrie zwischen linkem und rechtem Flügel entsprechend detektierbar.
• Es ist somit ein Fehlerfall eines lokalen Stellelementes 5, 6 erkennbar als auch andere Fehler der Transmission.
• Durch diese dezentrale Überwachung ist auch eine genauere Fehlerlokalisierung möglich.

Claims (4)

1. Vorrichtung zur Überwachung von verstellbaren Klappen, wie Landeklappen, an Flugzeugtragflügeln über Drehsensoren (9) zur Ermittlung von Fehlstellungen oder fehlerhaften Antrieben über eine Auswerteeinrichtung (11), wobei die Klappen (1, 2) durch zentrale Antriebseinheiten (3) sowie einen Wellenstrang (4) verstellbar und jede Klappe (1, 2) über mehrere zugeordnete lokale Stellelemente (5, 6) gehalten und einstellbar sind, und wobei Signale der Drehsensoren (9) als dezentrale Überwachungseinrichtungen zur Fehlerlokalisierung der lokalen Stellelemente (5, 6) jeder Klappe (1, 2) an die Auswerteeinrichtung (11) übermittelbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehsensoren (9) jeweils in der Drehachse (8) der Klappe (1, 2) jedem Stellelement (5, 6) zugeordnet und zur Sensorrotation über einen Federbügel (10) als Koppel für eine Winkelübertragung mit dem Stellelement (5, 6) verbunden sind, wobei der Federbügel (10) in Rotationsrichtung eine Steifigkeit und in lateraler Richtung für einen Ausgleich von auftretenden Querbewegungen der Stellelemente (5, 6) eine Weichheit aufweist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehsensoren (9) über den Federbügel (10) mit dem Stellelement (5, 6) in einem Abstand zur Drehachse (8) verbunden sind.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Federbügel (10) als Federstahlbügel mit einer flächigen Ausdehnung in Rotationsrichtung ausgebildet ist.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Signale der Drehsensoren (9) als Überwachungseinrichtungen jeder Klappe (1, 2) der Auswerteeinrichtung (11) getrennt für die Klappensymmetrie des linken und rechten Tragflügels zuführbar sind.