DE102007023394A1

DE102007023394A1 - Verfahren und Einrichtung zur Fehlerdetektierung im Lastpfad eines Spindelaktuators

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Publication number: DE102007023394A1
Application number: DE102007023394A
Authority: DE
Inventors: Ina Dipl.-Ing. Brückner; Christoph Dipl.-Ing. Giebeler; Mark Dipl.-Ing. Heintjes; Martin Dipl.-Ing. Recksiek; Harald Dipl.-Ing. Rechter; Markus Dipl.-Ing. Christmann
Original assignee: EADS Deutschland GmbH; Airbus Operations GmbH
Current assignee: Airbus Defence and Space GmbH; Airbus Operations GmbH
Priority date: 2007-05-18
Filing date: 2007-05-18
Publication date: 2008-11-20
Also published as: CN101802454B; BRPI0811599A2; RU2009146857A; RU2465498C2; US20100125380A1; CA2687398A1; US8224502B2; EP2162641B1; ATE492749T1; CN101802454A; EP2162641A1; WO2008141792A1; WO2008141792A4; DE602008004144D1

Abstract

Verfahren und Einrichtung zur Fehlerdetektierung im Lastpfad eines Spindelaktuators, der zur Betätigung einer aerodynamisch wirksamen Fläche, insbesondere einer Hochauftriebsfläche (1, 2) eines Flugzeugs, vorgesehen ist, wobei der Spindelaktuator (3) einen redundanten Lastpfad aufweist, der gebildet ist durch eine Spindel und eine konzentrisch angeordnete sekundäre Verbindung (11, 12), die abtriebsseitig miteinander drehfest verbunden und mit der zu betätigenden Fläche (1, 2) gekoppelt und antriebsseitig getrennten Lastpfaden (10, 20) zugeordnet sind, von denen der primäre Lastpfad (10) eine Primärspindel (11), die durch einen Motor (14) antreibbar und durch eine Primärbremse (13) in ihrer Rotationsbewegung festlegbar ist, und der sekundäre Lastpfad (20) eine Sekundärspindel (21), die durch eine Sekundärbremse (23) in ihrer Rotationsbewegung festlegbar ist, enthält, und mit zumindest einem Drehstellungssensor (15), der an der Antriebsseite mit der Primärspindel (11) zur Erzeugung von die Drehstellung der Primärspindel (11) repräsentierenden Ausgangssignalen vorgesehen ist. Erfindungsgemäß ist es zur Fehlerdetektierung vorgesehen, mittels der Sekundärbremse (23) die sekundäre Verbindung (21) in ihrer Rotationsbewegung festzulegen und bei gelöster Primärbremse (13) den redundanten Lastpfad (10, 20) von dem die Primärspindel (11) antreibenden Motor (14) über die abtriebsseitige drehfeste Verbindung (29) von Primärspindel (11) und sekundärer Verbindung (21) bis zu der die ...

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Fehlerdetektierung im Lastpfad eines Spindelaktuators, der zur Bettigung einer aerodynamisch wirksamen Fläche, insbesondere einer Hochauftriebsfläche eines Flugzeugs vorgesehen ist, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, sowie eine Einrichtung zur Fehlerdetektierung im Lastpfad eines solchen Spindelaktuators, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 11.
Bei heute üblichen Hochauftriebssystemen von Flugzeugen werden die einzelnen Hochauftriebsflächen oder Klappen durch einen von einem zentralen Antrieb angetriebenen zentralen Wellenstrang miteinander mechanisch gekoppelt betätigt. Ein solches zentral angetriebenes Hochauftriebssystem wird beispielsweise bei dem Flugzeug Airbus A340 angewendet. Zukunftsweisende Entwicklungen gehen jedoch hin zu Hochauftriebssystemen, bei denen die Klappen durch elektronisch angesteuerte Einzelantriebe betätigt werden. Solche einzelangetriebene Klappen ermöglichen eine hohe Flexibilität hinsichtlich der Klappenbetätigung und gestatten Funktionalitäten des Hochauftriebssystems, die mit den bisherigen zentral angetriebenen Klappen nicht möglich waren. Ein Klappensystem mit solchen Einzelantrieben ist beispielsweise in der DE 103 13 728 A1 beschrieben. Bei einem der dort beschriebenen Ausführungsbeispiele sind zur Betätigung einer einzelnen Hochauftriebsklappe zwei Einzelantriebe vorgesehen, die an voneinander beabstandeten Stellen mit der Klappe gekoppelt und miteinander sowie auch mit den Einzelantrieben der anderen Klappen elektronisch synchronisiert sind.
Damit die Klappen eines Hochauftriebssystems die bei ihrem Einsatz auftretenden hohen aerodynamischen Lasten ohne ungewollte Veränderung ihrer Position zuverlässig aufnehmen können, sind an geeigneten Stellen im Hochauftriebssystem Bremsen vorgesehen, durch welche die Wellenstränge oder Antriebe bedarfsweise in der jeweiligen Position festlegbar sind. Solche Bremsen sollen insbesondere auch bei einem zwar sehr unwahrscheinlichen, aber nicht auszuschließenden Bruch oder andersartigen Versagen von lasttragenden Komponenten im Hochauftriebssystem eine unkontrollierte plötzliche Veränderung der Stellung einer oder mehrerer der Hochauftriebsklappen mit der Folge möglicherweise nicht mehr kontrollierbarer Flugzustände verhindern.
Die heutigen Anforderungen an die Sicherheit im Luftverkehr erfordern es, dass zum einen alle kritischen Lastpfade der genannten Art redundant ausgelegt sind, so dass bei Ausfall eines, primären, Lastpfades dessen Funktion zumindest teilweise von einem sekundären Lastpfad übernommen und damit ein nicht mehr kontrollierbarer Zustand vermieden wird, und zum anderen, dass Maßnahmen zur frühzeitigen Erkennung von bereits vorhandenen oder sich ankündigenden Fehlern der kritischen Komponenten des Hochauftriebssystems ergriffen werden. Insbesondere gilt es sogenannte „Hidden Failures" zu vermeiden und entsprechende Fehler möglichst innerhalb eines Flugzyklus zu erkennen.
Die Aufgabe der Erfindung ist es, ein verbessertes Verfahren sowie eine verbesserte Einrichtung zur Fehlerdetektierung im Lastpfad eines Spindelaktuators der eingangs angegebenen Art anzugeben. Insbesondere soll eine frühzeitige Fehlerdetektierung ermöglicht werden, welche ohne großen Mehraufwand und ohne zusätzliche Wartungsaktivitäten routinemäßig durchführbar ist.
Die Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des An spruchs 1 gelöst. Weiterhin wird die Aufgabe durch eine Einrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 11 gelöst.
Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen von Verfahren und Einrichtung sind in den jeweiligen Unteransprüchen angegeben.
Im folgenden werden Ausführungsbeispiele von Verfahren und Einrichtung anhand der Zeichnung erläutert.
Es zeigt:
1 eine schematisierte Draufsicht auf zwei Klappen eines Hochauftriebssystems, welche jeweils durch zwei elektronisch angesteuerte und synchronisierte Antriebe betätigt werden, wobei die Einzelantriebe in Form von Spindelantrieben mit redundanten Lastpfaden verwirklicht sind, gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;
2 eine schematisierte Querschnittsdarstellung durch eine Spindel mit redundantem Lastpfad, wie sie bei den Einzelantrieben des in 1 dargestellten Hochauftriebssystems Verwendung finden kann;
3 eine schematisierte Prinzipdarstellung, teilweise in Form eines Blockschaltbilds, welche einen Spindelantrieb darstellt, wie er als Einzelantrieb bei dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel des Hochauftriebssystems Verwendung finden kann;
4 zeigt ein vereinfachtes Ablaufdiagramm der wesentlichen Verfahrensschritte bei einer Fehlerdetektierung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung; und
5 und 6 jeweils in vereinfachten Diagrammen die Abhängig keit einer erfassten Drehstellungsveränderung von einem auf die Primärspindel ausgeübten Drehmoment gemäß Ausführungsbeispielen der Erfindung.
1 ist schematisiert eine Draufsicht auf einen Teil eines Hochauftriebssystems eines Flugzeugs dargestellt, hier in Form von zwei an der Flügelhinterkante vorgesehenen Hochauftriebsklappen 1, 2, von denen jede durch zwei Einzelantriebe 3 betätigbar sind. Die Einzelantriebe 3 sind in Form von Spindelaktuatoren ausgebildet, welche jeweils durch einen Motor 14 antreibbar sind. Die Spindelaktuatoren 3 verfügen jeweils über eine Primärspindel 11, welche ein Gewinde 12a trägt, das mit einer Spindelmutter 12b zusammenwirkt. Die Spindelmutter 12b ist mit der jeweiligen Klappe 1, 2 in einer an sich bekannten und in 1 nicht näher dargestellten Weise so gekoppelt, dass bei einer Rotation der Spindel 11 eine entsprechende Veränderung der Klappenposition bewirkt wird. Weiter ist an jedem der Spindelaktuatoren 3 eine jeweilige Primärbremse 13 vorgesehen, welche dazu dient, die Primärspindel 11 in einer vorgegebenen Stellung festzulegen und damit die Klappe 1 bzw. 2 gegen eine ungewollte Veränderung ihrer Stellung zu fixieren.
Wie die 2 und 3 näher darstellen, ist bei jedem der Spindelaktuatoren 3 ein redundanter Lastpfad vorgesehen, der im wesentlichen durch zwei konzentrisch angeordnete Spindeln 11, 21 gebildet ist, die abtriebsseitig drehfest miteinander verbunden sind. Diese beiden Spindeln umfassen eine Primärspindel 11, die in Form eines außenliegenden Rohres ausgebildet ist, sowie eine sekundäre, innere Verbindung 21, und die konzentrisch in der ersteren angeordnet ist. Die konzentrisch angeordneten Elemente Spindel 11 und innere Verbindung 21 sind abtriebsseitig bei 29 drehfest miteinander verbunden und über die auf der Primärspindel 11 angeordnete, mit dem dort vorgesehenen Gewinde 12a zusammenwirkende Spindelmutter 12b in, wie schon vorher festgestellt, an sich bekannter Weise mit der zu betätigenden Fläche 1, 2 gekoppelt.
Antriebsseitig ist die Spindel 11 und die innere Verbindung 21 getrennten Lastpfaden 10, 20 zugeordnet, von denen ein primärer Lastpfad 10, vgl. 3, der die Primärspindel 11 enthält, durch den Motor 14 antreibbar und durch die bereits vorher erwähnte Primärbremse 13 in der Rotationsbewegung festlegbar ist. Ein sekundärer Lastpfad 20 enthält die innere Verbindung oder Sekundärspindel 21, die ihrerseits durch eine als weitere Bremse vorgesehene Sekundärbremse 23 in ihrer Rotationsbewegung festlegbar ist.
Der Spindelkopf 16 enthält bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ein Umlenkgetriebe 18, durch welches der primäre Lastpfad 10 unter einem rechten Winkel mit dem sekundären Lastpfad 20 zusammengeführt ist. Zwischen dem Spindelkopf 16 und dem abtriebsseitigen Ende der Spindel 11 und der sekundären, inneren Verbindung 21 ist eine Doppelflanschverbindung 19 vorgesehen, welche einen lösbaren Anschluss für sowohl die Primärspindel 11 als auch die innere Verbindung 21 bildet.
Weiter sind an den antriebsseitigen Enden des die Primärspindel 11 umfassenden primären Lastpfades 10 und der inneren Verbindung 21 umfassenden sekundären Lastpfades 20 jeweilige Drehstellungssensoren 15 bzw. 25 vorgesehen, welche ein die augenblickliche Drehstellung der jeweiligen Spindel 11 und der inneren Verbindung 21 und damit des Klappenantriebs repräsentierendes Ausgangssignal erzeugen.
Wie 3 zeigt, sind zumindest der Motor 14, die Primär- und Sekundärbremsen 13 bzw. 23 und die Primär- und Sekundärdrehstellungssensoren 15 bzw. 25 jeweils über entsprechende Steuer- oder Signalleitungen mit einer Steuer- und Auswerteeinrichtung 30 ge koppelt. Mit der Steuer- und Auswerteeinrichtung 30, die Bestandteil einer computergesteuerten Einrichtung zur Kommandierung der Klappen des Hochauftriebssystems sein kann, können auch noch weitere Komponenten, die in der Erfindung nicht dargestellt sind, gekoppelt sein.
Die Auswerteeinrichtung 30 ist dazu vorgesehen, eine Fehlerdetektierung im Lastpfad des Spindelaktuators 3 durchzuführen, welche darauf beruht, dass mittels des Motors 14 eine definierte Verdrehung im redundanten Lastpfad 10, 20 durchgeführt und diese definierte Verdrehung mittels des an der Primärspindel 11 angeordneten Primärdrehstellungssensors erfasst wird. Dabei kann ein intakter Zustand des Spindelaktuators 3, bei dem nur eine definierte geringe drehmomentabhängige Verwindung innerhalb der Primärspindel 11 und der inneren Verbindung 21 auftritt, deutlich unterschieden werden von einem Zustand, in welchem im primären Lastpfad 10 und/oder im sekundären Lastpfad 20 ein Versagen, beispielsweise ein Bruch in der Primärspindel 11, oder aber auch ein Bruch in der sekundäre, inneren Verbindung 21 oder an einer anderen Stelle auftritt. In diesem Falle würden größere Verdrehungen erfasst werden, da ein fehlerhafter Lastpfad das auf ihn ausgeübte Drehmoment nicht oder nur in einem geringeren Maße aufnehmen kann.
Dabei wird mittels der Sekundärbremse 23 die innere Verbindung 21 in ihrer Rotationsbewegung festgelegt und bei gelöster Primärbremse 13 der redundante Lastpfad 10, 20 durch den Motor 14 von der Primärspindel 11 her über die abtriebsseitige drehfeste Verbindung 29 von Primärspindel 11 und sekundären, inneren Verbindung 21 bis hin zu der diese festlegenden Sekundärbremse 23 mit einem vorgegebenen Drehmoment unter Last gesetzt. Dies hat die besagte Verdrehung innerhalb des redundanten Lastpfads 10, 20 zur Folge, die an dem mit der Primärspindel 11 gekoppelten Drehstellungssensor 15 erfasst wird. Die erfasste Drehstellungs veränderung Δϕ wird dahingehend überprüft, ob sie außerhalb eines für einen intakten Spindelaktuator vorgegebenen Toleranzbereichs liegt, wenn dies der Fall ist, wird dies als Detektierung eines Fehlers gewertet. Diese Fehlerdetektierung kann durch die Steuer- und Auswerteeinrichtung 30 beispielsweise softwaremäßig gesteuert erfolgen.
4 zeigt eine Übersicht der wesentlichen einzelnen Verfahrensschritte bei einer in dieser Weise durchgeführten Fehlerdetektierung. Bei 10 wird die Fehlerdetektierung gestartet. Bei 20 wird die Sekundärbremse 23 festgelegt. Bei 30 wird geprüft, ob die Primärbremse 13 gelöst ist, oder ggf. ein entsprechendes Signal gegeben Bei 40 wird der Motor 14 mit einem vorgegebenen Drehmoment angesteuert. Bei 50 wird die Drehstellungsveränderung Δϕ am Primärpositionssensor 15 erfasst. Bei 60 erfolgt ein Vergleich der am Primärpositionssensor 15 erfassten Drehstellungsveränderung Δϕ mit einem vorgegebenen Toleranzbereich. Wird der vorgegebene Toleranzbereich nicht überschritten, gilt die Fehlerdetektierung mit negativem Ergebnis abgeschlossen, d. h., es wurde kein Fehler detektiert und der Spindelaktuator 3 wird als intakt angesehen. Wird jedoch bei 60 ein Überschreiten des vorgegebenen Toleranzbereichs erkannt, so wird bei 80 eine Fehlermeldung ausgegeben, welche besagt, dass ein Defekt im redundanten Lastpfad 10, 20 des Spindelaktuators 3 vorliegt.
Der redundante Lastpfad 10, 20 kann in der beschriebenen Weise mit einem einzigen vorgegebenen Drehmoment unter Last gesetzt und die am Primärdrehstellungssensor 15 erfasste Drehstellungsveränderung Δϕ mit einem entsprechenden Toleranzbereich verglichen werden.
Es kann jedoch auch vorgesehen werden, dass der redundante Lastpfad 10; 20 mit unterschiedlichen vorgegebenen Drehmomenten unter Last gesetzt und die vom Drehstellungssensor 15 erfassten Drehstellungsveränderungen mit entsprechenden unterschiedlichen jeweiligen für einen intakten Spindelaktuator 3 vorgegebenen Toleranzbereichen verglichen werden.
Die 5 und 6 zeigen jeweils in einfachen Diagrammen die Abhängigkeit der an dem mit der Primärspindel 11 gekoppelten Drehstellungssensor 15 erfassten Drehstellungsveränderung Δϕ von dem durch den Motor 14 auf die Primärspindel 11 ausgeübten Drehmoment M. Unter der Annahme, dass die elastische Steifheit des redundanten Lastpfads 10, 20 gegen Torsion für kleine Winkel konstant ist, ergibt sich der in den 5 und 6 mit jeweils einer durchgezogenen Linie dargestellte lineare Zusammenhang zwischen diesen beiden Größen.
In 5 wird der redundante Lastpfad 10, 20 mit stufenweise steigendem Drehmoment unter Last gesetzt und die jeweils erfasste Drehstellungsveränderung Δϕ mit entsprechenden unterschiedlichen, für einen intakten Spindelaktuator 3 vorgegebenen Toleranzbereichen verglichen, die im Diagramm durch gestrichelte Linien dargestellt sind.
In 6 dagegen wird der redundante Lastpfad 10, 20 mit kontinuierlich steigendem Drehmoment unter Last gesetzt und dementsprechend die erfasste Drehstellungsveränderung Δϕ mit einem kontinuierlichen Toleranzbereich verglichen, der in dem Diagramm durch die gestrichelten Linien begrenzt ist.
Zur Fehlerdetektierung kann der redundante Lastpfad 10, 20 entweder nur in einem Drehsinn unter Last gesetzt werden, entsprechend den in den Diagrammen 5 und 6 auf der rechten Seite gezeigten Abhängigkeiten, oder der redundante Lastpfad 10, 20 kann nacheinander oder abwechselnd in beiden Drehrichtungen mit vorgegebenen Drehmomenten unter Last gesetzt werden, d. h., dass der Motor 14 nacheinander mit vorgegebenen Drehmoment erst in der einen Richtung und dann in der anderen Richtung gedreht und jeweils die positive bzw. negative Drehwinkelveränderung Δϕ erfasst wird, so dass sich die in den 5 und 6 auf beiden Seiten dargestellten Zusammenhänge zwischen Motormoment M und Drehstellungsveränderung Δϕ ergeben.
Weiter besteht die Möglichkeit für einen Selbsttest aller Bremsen beim ground-check und einen Test des Antriebsstranges auf Jamming durch selektives Lösen der einzelnen Bremsen und Drehmomenterzeugung durch den Motor.
Beispiele für die Prozedur:
Beide Bremsen 13, 23 lösen, dann Test auf Freigängigkeit durch Drehmomenteintrag des Motors. Falls negativ: Eine Bremse lässt sich nicht lösen oder Jamming (z. B. im Getriebe). Die Fehlerquelle lässt sich u. U. durch messen der Steifigkeit des Antriebsstranges feststellen mit der schon beschrieben Methode.
Primärbremse 13 lösen, Sekundärbremse 23 setzen, dann Test auf Freigängigkeit durch Drehmomenteintrag des Motors 14. Falls freigängig: Sekundärbremse 23 verknüpft nicht bzw. erzeugt zu wenig Bremsmoment.
Sekundärbremse 23 lösen, Primärbremse 13 setzen, dann Test auf Freigängigkeit durch Drehmomenteintrag des Motors 14. Falls freigängig: Sekundärbremse 23 verknüpft nicht bzw. erzeugt zu wenig Bremsmoment.
Ein Bruch des Antriebsstranges (Primär- oder Sekundärpfad) wäre durch Inkonsistenz zwischen dem am Motor 14 mit dem dortigen Sensor 15 und dem an der Sekundärbremse 23 mit dem dortigen Sensor 25 gemessenen Winkel detektierbar, z. B. mit einem lokalen Rechner, so dass auch während des Betriebs der Landeklappen sehr schnell lokal die Bremsen 13, 23 aktiviert werden können, um die Fehlerauswirkungen zu begrenzen.
Ausführung der drehfesten Verbindung 29 so, dass sie auch Axiallasten übertragen kann, allerdings mit definiertem Axialspiel. Damit ist sichergestellt, dass beim Bruch des Primärpfades 10 die Axiallasten von Sekundärpfad 20 und sekundärem Axiallager übernommen werden, der Sekundärpfad 20 aber im fehlerfreien Zustand des Antriebes frei von Axiallasten ist.
Die Steuer- und Auswerteeinrichtung 30 kann dazu vorgesehen sein, die an dem Drehstellungssensor 15 erfasste Drehstellungsveränderung Δϕ in Abhängigkeit von dem durch den Motor 14 erzeugten Drehmoment aufzuzeichnen und zu speichern.
Die Fehlerdetektierung kann zyklisch wiederholt durchgeführt werden, vorzugsweise jeweils in einer bestimmten Phase eines jeden Flugzyklus, beispielsweise zu Beginn eines Flugzyklus vor dem Start am Boden, und/oder am Ende eines Flugzyklus nach der Landung, wiederum am Boden. So kann der Test in einer Phase des Flugzyklus durchgeführt werden, die für ein fehlerhaftes Verhalten im Spindelaktuator 3 unkritisch ist und in der schnellstmögliche Wartungsaktivität hervorgerufen werden kann.
Für eine Protokollierung des Zustandes des Spindelaktuators 3 können die aufgezeichneten und gespeicherten Daten verschiedener nacheinander erfolgender Fehlerdetektierungsvorgänge miteinander verglichen und ihre Chronologie ausgewertet werden. Dies kann beispielsweise dazu genutzt werden, um eine beginnende Ermüdung oder einen sonstigen sich abzeichnenden Fehler (z. B. Zunahme des Getriebespieles) in dem redundanten Lastpfad 10, 20 frühzeitig zu erkennen und Abhilfe zu schaffen, bevor ein manifestes Versagen auftritt.
Die erfindungsgemäße Fehlerdetektierung erlaubt die Nutzung bereits im Hochauftriebssystem vorhandener Sensoren, so dass kein zusätzlicher Installationsaufwand nötig ist. Auch können keine zusätzlichen Fehlerquellen durch zusätzliche Komponenten eingeführt werden. Das Fehlerdetektierungsverfahren kann softwaretechnisch in einer bereits vorhandenen Steuer- und Auswerteeinrichtung durchgeführt werden. Eine Detektierung eines möglichen Fehlers ist in jedem Flugzyklus zu einem oder mehreren bestimmten Zeitpunkten möglich. Reparatur- und Wartungsaktivitäten können gezielt eingesetzt werden.

1: Klappe
2: Klappe
3: Spindelaktuator
10: Primärlastpfad
11: Primärspindel
12a: Gewinde
12b: Spindelmutter
13: Primärbremse
14: Motor
15: Primärdrehstellungssensor
16: Spindelkopf
17: Axiallager
18: Umlenkgetriebe
19: Doppelflanschverbindung
20: sekundärer Lastpfad
21: sekundäre (innere) Verbindung
23: Sekundärbremse
25: Sekundärdrehstellungssensor
29: drehfeste Verbindung
30: Steuer- und Auswerteeinrichtung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 10313728 A1 [0002]

Claims

Verfahren zur Fehlerdetektierung im Lastpfad eines Spindelaktuators, der zur Betätigung einer aerodynamisch wirksamen Fläche, insbesondere einer Hochauftriebsfläche (1, 2) eines Flugzeugs vorgesehen ist, wobei der Spindelaktuator (3) einen redundanten Lastpfad aufweist, der gebildet ist durch eine Spindel (11) und eine sekundäre Verbindung (21), die abtriebsseitig miteinander drehfest verbunden und mit der zu betätigenden Fläche (1, 2) gekoppelt und antriebsseitig getrennten Lastpfaden (10, 20) zugeordnet sind, von denen der primäre Lastpfad (10) eine Primärspindel (11), die durch einen Motor (14) angetrieben und durch eine Primärbremse (13) in ihrer Rotationsbewegung festlegbar ist, und der sekundäre Lastpfad (20) die sekundäre, insbesondere in der Primärspindel (11) konzentrisch angeordnete innere, Verbindung (21), die durch eine Sekundärbremse (23) in ihrer Rotationsbewegung festlegbar ist, enthält, bei dem mittels zumindest eines Drehstellungssensors (15), der an der Antriebsseite mit der Primärspindel (11) gekoppelt ist, erzeugte, die Drehstellung der Spindel (11) repräsentierende Ausgangssignale erfaßt und ausgewertet werden, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der Sekundärbremse (23) die sekundäre Verbindung (21) in ihrer Rotationsbewegung festgelegt und bei gelöster Primärbremse (13) der redundante Lastpfad (10, 20), von dem die Primärspindel (11) antreibenden Motor (14) über die abtriebsseitige drehfeste Verbindung (29) von Primärspindel (11) und sekundärer Verbindung (21) bis zu der die sekundäre Verbindung (21) festlegenden Sekundärbremse (23) mit einem vorgegebenen Drehmoment unter Last gesetzt wird, und dass bei Erfassung einer Drehstellungsveränderung an dem mit der Primärspindel (11) gekoppelten Drehstellungssensor (15), die außerhalb eines für einen intakten Spindelaktuator vorgegebenen Toleranzbereichs liegt, dieses als Detek tierung eines Fehlers ausgewertet wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der redundante Lastpfad (10, 20) mit unterschiedlichen vorgegebenen Drehmomenten unter Last gesetzt und die an dem mit der Primärspindel (11) gekoppelten Drehstellungssensor (15) erfassten Drehstellungsveränderungen mit entsprechenden unterschiedlichen, für einen intakten Spindelaktuator vorgegebenen Toleranzbereichen verglichen werden.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der redundante Lastpfad (10, 20) mit stufenweise steigendem Drehmoment unter Last gesetzt wird.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der redundante Lastpfad (10, 20) mit kontinuierlich steigendem Drehmoment unter Last gesetzt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der redundante Lastpfad (10, 20) nacheinander in beiden Drehrichtungen mit vorgegebenen Drehmomenten unter Last gesetzt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die an dem mit der Primärspindel (11) gekoppelten Drehstellungssensor (15) erfasste Drehstellungsveränderung in Abhängigkeit von dem durch den Motor (14) erzeugten Drehmoment repräsentierende Daten aufgezeichnet und gespeichert werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Fehlerdetektierung zyklisch wiederholt durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Fehlerdetektierung zu Beginn eines Flugzyklus vor dem Start am Boden durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Fehlerdetektierung am Ende eines Flugzyklus nach der Landung am Boden durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 8 oder 9 in Verbindung mit Anspruch 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, dass die aufgezeichneten und gespeicherten Daten mehrerer verschiedener Fehlerdetektierungsvorgänge miteinander verglichen und ausgewertet werden.
Einrichtung zur Fehlerdetektierung im Lastpfad eines Spindelaktuators, der zur Betätigung einer aerodynamisch wirksamen Fläche, insbesondere einer Hochauftriebsfläche (1, 2) eines Flugzeugs vorgesehen ist, wobei der Spindelaktuator (3) einen redundanten Lastpfad aufweist, der gebildet ist durch eine Spindel (11) und eine sekundäre Verbindung (21), die abtriebsseitig miteinander drehfest verbunden und mit der zu betätigenden Fläche (1, 2) gekoppelt und antriebsseitig getrennten Lastpfaden (10, 20) zugeordnet sind, von denen der primäre Lastpfad (10) eine Primärspindel (11), die durch einen Motor (14) antreibbar und durch eine Primärbremse (13) in ihrer Rotationsbewegung festlegbar ist, und der sekundäre Lastpfad (20) die sekundäre, insbesondere in der Primärspindel (11) konzentrisch angeordnete innere Verbindung (21), die durch eine Sekundärbremse (23) in ihrer Rotationsbewegung festlegbar ist, enthält, und mit zumindest einem Drehstellungssensor (15), der an der Antriebsseite mit der Primärspindel (11) zur Erzeugung von die Drehstellung der Primärspindel (11) repräsentierenden Ausgangssignalen vorgesehen ist, sowie mit einer Steuer- und Auswerteeinrichtung (30), die zumindest mit dem Motor (14), der Primärbremse (13) und dem Primärpositionssensor (15) gekoppelt und zur Erfassung und Auswertung von die Drehstellung von zumindest der Primärspindel (11) repräsentierenden Ausgangssignalen vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuer- und Auswerteeinrichtung (30) dazu vorgesehen ist, mittels der Sekundärbremse (23) die sekundäre Verbindung (21) in ihrer Rotationsbewegung festzulegen und bei gelöster Primärbremse (13) den redundanten Lastpfad (10, 20) von dem die Primärspindel (11) antreibenden Motor (14) über die abtriebsseitige drehfeste Verbindung (29) von Primärspindel (11) und sekundärer Verbindung (21) bis zu der die Sekundärspindel (21) festlegenden Sekundärbremse (23) mit einem vorgegebenen Drehmoment unter Last zu setzen und bei Erfassung einer Drehstellungsveränderung an dem mit der Primärspindel (11) gekoppelten Drehstellungssensor (15), die außerhalb eines für einen intakten Spindelaktuator vorgegebenen Toleranzbereichs liegt, ein die Detektierung eines Fehlers anzeigenden Ausgangssignals abzugeben.
Einrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuer- und Auswerteeinrichtung (30) dazu vorgesehen ist, den redundanten Lastpfad (10, 20) mit unterschiedlichen vorgegebenen Drehmomenten unter Last zu setzen und die an dem mit der Primärspindel (11) gekoppelten Drehstellungssensor (15) erfassten Drehstellungsveränderungen mit entsprechenden unterschiedlichen, für einen intakten Spindelaktuator vorgegebenen Toleranzbereichen zu vergleichen.
Einrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuer- und Auswerteeinrichtung (30) dazu vorgesehen ist, den redundanten Lastpfad (10, 20) mit stufenweise steigendem Drehmoment unter Last zu setzen.
Einrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuer- und Auswerteeinrichtung (30) dazu vorgesehen ist, den redundanten Lastpfad (10, 20) mit kontinuierlich steigendem Drehmoment unter Last zu setzen.
Einrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuer- und Auswerteeinrichtung (30) dazu vorgesehen ist, den redundanten Lastpfad (10, 20) nacheinander in beiden Richtung mit vorgegebenen Drehmomenten unter Last zu setzen.
Einrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuer- und Auswerteeinrichtung (30) dazu vorgesehen ist, die an dem mit der Primärspindel (11) gekoppelten Drehstellungssensor (15) erfasste Drehstellungsveränderung in Abhängigkeit von dem durch den Motor (14) erzeugten Drehmoment repräsentierende Daten aufzuzeichnen und zu speichern.
Einrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuer- und Auswerteeinrichtung (30) zur zyklisch wiederholten Durchführung der Fehlerdetektierung vorgesehen ist.
Einrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuer- und Auswerteeinrichtung (30) zur Fehlerdetektierung zu Beginn eines Flugzyklus vor dem Start am Boden vorgesehen ist.
Einrichtung nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuer- und Auswerteinrichtung zur Durchführung der Fehlerdetektierung am Ende eines Flugzyklus nach der Landung am Boden vorgesehen ist.
Einrichtung nach Anspruch 18 oder 19 in Verbindung mit Anspruch 16 und 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuer- und Auswerteeinrichtung (30) zum Vergleichen und Auswerten der aufgezeichneten und gespeicherten Daten mehrerer verschiedener Fehlerdetektierungsvorgänge vorgesehen ist.