DE10328540B4

DE10328540B4 - Betätigungseinrichtung für eine an der Hinterkante des Tragflügels eines Flugzeugs angeordnete Ruderklappe

Info

Publication number: DE10328540B4
Application number: DE2003128540
Authority: DE
Inventors: Juan Dipl.-Ing. Perez-Sanchez
Original assignee: EADS Deutschland GmbH
Current assignee: Airbus Defence and Space GmbH
Priority date: 2003-06-24
Filing date: 2003-06-24
Publication date: 2008-02-14
Anticipated expiration: 2023-06-25
Also published as: DE10328540A1

Abstract

Betätigungseinrichtung für eine an der Hinterkante des Tragflügels (1) eines Flugzeugs angeordnete Ruderklappe (2), die in einer kombinierten Translations und Rotationsbewegung zwischen einer eingefahrenen Stellung, in welcher sie nahe der Hinterkante des Tragflügels (1) befindlich und im wesentlichen in der Flügelebene eingestellt ist, und einer ausgefahrenen Stellung, in welcher sie gegen die Hinterkante des Tragflügels (1) nach rückwärts verschoben und gegen die Flügelebene abgewinkelt ist, und jeweiligen Zwischenstellungen verfahrbar ist, wobei die Betätigungseinrichtung teleskopartig ineinander angeordnete und gegenseitig verschiebbare Trägerelemente (4, 5, 6, 7) umfassende ausziehbare Teleskopträger (3), die an einem Ende mit der tragenden Struktur des Flügels (1) und am anderen Ende mit der Ruderklappe (2) verbunden sind, eine Antriebseinrichtung (8, 9, 10) zum Einfahren und Ausfahren der Teleskopträger (3) und eine mit der Ruderklappe (2) gekoppelte Lenkereinrichtung (11, 12, 13, 14) zum Abwinkeln der Ruderklappe (2) in vorgegebener Weise umfasst, wobei die Lenkereinrichtung (11, 12, 13, 14) zum...

Description

Die Erfindung betrifft eine Betätigungseinrichtung für eine an der Hinterkante des Tragflügels eines Flugzeugs angeordnete Ruderklappe gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Zur Auftriebserhöhung für Start und Landung und für bestimmte andere Flugmanöver werden neben anderen Mitteln Ruderklappen verwendet, die an der Hinterkante des Flugzeugtragflügels angeordnet und nach Art einer sogenannten Fowler-Klappe in einer kombinierten Translations- und Rotationsbewegung zwischen einer eingefahrenen Stellung, in welcher sie nahe der Hinterkante des Tragflügels und im wesentlichen in der Flügelebene befindlich ist, und einer ausgefahrenen Stellung, in welcher sie gegen die Hinterkante des Tragflügels nach rückwärts verschoben und gegen die Flügelebene nach unten abgewinkelt ist, und in jeweiligen Zwischenstellungen verfahrbar ist.
Zur Betätigung solcher Ruderklappen sind Mechanismen nötig, die einerseits in der Lage sein müssen, die an den Klappen auftretenden sehr hohen Lasten aufzunehmen und andererseits sehr präzise Bewegungen ausführen können.
Es sind eine Anzahl von verschiedenen Arten solcher Betätigungseinrichtungen bekannt.
In der DE 2611918 A1 , der US 4702 442 und der US 4434959 werden jeweils Betätigungseinrichtungen für an der Hinterkante des Trag flügels eines Flugzeugs angeordnete Ruderklappen, die der Auftriebserhöhung dienen, beschrieben, bei denen die Ruderklappen, hier in Form von sogenannten Doppelspalt- Fowler-Klappen mit zwei in Richtung der Profiltiefe des Tragflügels hintereinander angeordneten, in der ausgefahrenen Position voneinander bzw. von der Hinterkante des Tragflügels um einen der von der Unterseite des Tragflügels kommenden Luftströmung einen Durchlass gewährenden Spalt beabstandet und über einen mehrere Gelenke und miteinander gekoppelte Scheren aufweisenden und durch einen Kurbeltrieb antreibbaren Mechanismus an der tragenden Struktur des Flügels gehalten und betätigbar sind.
In der DE 19647077 A1 ist eine Betätigungseinrichtung für eine auftriebserhöhende Ruderklappe beschrieben, bei der die Klappe im Bereich ihres vorderen Endes gelenkig mit einem Trägerwagen verbunden ist, der über Führungselemente in einer nahe der Hinterkante des Tragflügels vorgesehenen, in Richtung der Profiltiefe des Tragflügels verlaufenden Führungsbahn geführt und entlang dieser verfahrbar ist, und die an einem in Richtung der Profiltiefe weiter hinten liegenden Kraftangriffspunkt über eine Schwinge schwenkbar mit dem hinteren Ende eines in Richtung der Profiltiefe verlaufenden Trägers gekoppelt ist, welcher auch die Führungsbahn für den Trägerwagen trägt. Bei der Betätigung mittels eines Kurbeltriebes wird die Ruderklappe einerseits auf dem Trägerwagen nach hinten verschoben und andererseits über die Schwinge nach unten abgewinkelt.
Den bekannten Betätigungseinrichtungen gemeinsam ist, dass deren Mechanismen in gondelähnlichen Gehäusen, die beim Ausfahren der Klappen teilweise der kombinierten Translations- und Rotationsbewegung derselben folgend nach unten angestellt werden, unterhalb des Tragflügels untergebracht sind. Diese Gondeln benötigen ein großes Volumen und erhöhen den aerodynamischen Querschnitt und somit Widerstand und Verbrauch des Flugzeugs im Reiseflug und sie vermindern die aerodynamische Wirksamkeit der Ruderklappe durch eine Blockage der Strömung zwischen Flügelhinterkante und ausgefahrener Klappe und sind eine störende Geräuschquelle.
Die DE-OS 22 11 249 offenbart eine Betätigungseinrichtung für Auftriebsklappen von Flugzeugen, bei der ein aus einem mit der Tragfläche verbundenen rohrförmigen Körper 3a teleskopartig nach hinten herausfahrbarer Stempel 3b vorgesehen ist. Der Stempel ist an seinem Außenumfang mit einer Verzahnung versehen, in welche ein Antriebsritzel 11 einer Antriebsrichtung 12 eingreift. Am freien Ende des Stempels ist ein Kurbelarm 4 vorgesehen, der sich im wesentlichen rechtwinklig zur Stempelachse erstreckt und der an seinem freien Ende eine Rolle 5 aufweist, die in einer Kulissenführung 6 geführt ist, welche in der zu verstellenden Klappe 2 ausgebildet ist. Eine Verstellung der Klappe 2 erfolgt durch eine kombinierte Translations- und Rotationsbewegung des Stempels 3b.
Aus der DE-PS 737 614 ist eine Betätigungseinrichtung mit einer Teleskopanordnung bekannt. Bei dieser Teleskopanordnung ist die Fowlerklappe an einem translatorisch verfahrbaren äußeren Teleskoprohr d schwenkbar gelagert. Innerhalb dieses äußeren Teleskoprohrs ist ein Spindelrohr b vorgesehen, das im Inneren mit einem Gewinde versehen ist, in welches eine mit dem Flügelholm g verbundene Gewindestange a eingeschraubt ist. An ihrem Außenumfang ist die Spindel b in einer mit dem äußeren Teleskoprohr d verbundenen Gewindebuchse c drehbar gelagert. Das freie Ende der Spindel b ist mit einer Betätigungsstange e versehen, die an einem mit der Fowlerklappe verbundenen Hebel angelenkt ist. Bei einer translatorischen Verschiebung des äußeren Teleskoprohrs wird die Spindel in Rotation versetzt und verfährt in Längsrichtung relativ zum Teleskoprohr, wodurch bei einer Verschiebung nach hinten (in der Figur nach rechts) die Fowlerklappe nach unten ausgelenkt wird.
Die Aufgabe der Erfindung ist es, eine verbesserte Betätigungseinrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, mit der hohe Verstellkräfte auf die Fowlerklappe aufgebracht werden können.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Betätigungseinrichtung für eine an der Hinterkante des Tragflügels eines Flugzeugs angeordnete Ruderklappe mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Betätigungseinrichtung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Durch die Erfindung wird eine Betätigungseinrichtung für eine an der Hinterkante des Tragflügels eines Flugzeugs angeordnete Ruderklappe, die in einer kombinierten Translations- und Rotationsbewegung zwischen einer eingefahrenen Stellung, in welcher sie nahe der Hinterkante des Tragflügels befindlich und im wesentlichen in der Flügelebene eingestellt ist, und einer ausgefahrenen Stellung, in welcher sie gegen die Hinterkante des Tragflügels nach rückwärts verschoben und gegen die Flügelebene nach unten abgewinkelt ist, und in jeweiligen Zwischenstellungen verfahrbar ist, geschaffen. Erfindungsgemäß ist es vorgesehen, dass die Betätigungseinrichtung mehrere teleskopartig ineinander angeordnete und gegenseitig verschiebbare, insbesondere kastenförmige, Trägerelemente umfassende, ausziehbare Teleskopträger, die an einem Ende mit der tragenden Struktur des Flügels und am anderen Ende mit der Ruderklappe verbunden sind, eine Antriebseinrichtung zum Einfahren und Ausfahren der Teleskopträger und eine mit der Ruderklappe gekoppelte Lenkereinrichtung zum Abwinkeln der Ruderklappe in vorgegebener Weise umfasst. Dabei ist die Lenkereinrichtung zum Abwinkeln der Ruderklappe in Abhängigkeit von der Stellung des Teleskopträgers vorgesehen, wobei die Lenkereinrichtung zwischen zwei verschiedene der Trägerelemente des Teleskopträgers einerseits und zwei verschiedene, an der Ruderklappe vorgesehene, voneinander beabstandete Kraftangriffspunkte andererseits gekoppelt ist. Hierbei ist es vorgesehen, dass die Lenkereinrichtung eine an einem der Trägerelemente des Teleskopträgers vorgesehene erste Drehachse, an der die Ruderklappe nahe ihres vorderen Endes drehbar gelagert ist, und einen zwischen eine an einem anderen der Trägerelemente des Teleskopträgers vorgesehene zweite Drehachse einerseits und eine dritte Drehachse, die (in Richtung der Profiltiefe gesehen) von der ersten Drehachse beabstandet an der Ruderklappe vorgesehen ist, andererseits gekoppelten Lenkhebel umfasst.
Ein Vorteil der erfindungsgemäßen Betätigungseinrichtung ist es, dass sie ohne an der Unterseite des Tragflügels vorzusehende Gondeln (Fairings) auskommt, wodurch aerodynamischer Widerstand, Kraftstoffverbrauch und Geräuschentwicklung vermindert werden. Ein weiterer Vorteil ist es, dass sie mit einer geringeren Anzahl von beweglichen Teilen auskommt, verbunden mit einem geringerem Herstellungsaufwand, größerer Zuverlässigkeit und Wartungsfreundlichkeit.
Vorteilhafterweise ist die erste Drehachse, an der die Ruderklappe gelagert ist, an dem der Ruderklappe nächsten Trägerelement des Teleskopträgers vorgesehen, und ist die zweite Drehachse, mit der der Lenkhebel einerseits gekoppelt ist, an dem der Ruderklappe zweitnächsten Trägerelement des Teleskopträgers vorgesehen oder mit diesem gekoppelt.
Vorzugsweise sind die Trägerelemente der Teleskopträger im Sinne einer gleichmäßigen linearen Zwangsbewegung verkettet.
Dies kann gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform dadurch geschehen, dass die Teleskopträger ein mit mindestens einer in ihrer Ausziehrichtung verlaufenden Zahnleiste versehenes erstes Trägerelement und ein mit mindestens einer in der Ausziehrichtung verlaufenden Zahnleiste versehenes zweites Trägerelement und mindestens ein an einem Zwischenelement drehbar gelagertes, an seinen gegenüberliegenden Umfangsbereichen in die Zahnleisten des ersten bzw. des zweiten Trägerelements eingreifendes Kopplungszahnrad umfasst.
Vorzugsweise ist das Zwischenelement, an dem das Kopplungszahnrad gelagert ist, ein drittes Trägerelement des Teleskopträgers, welches zwischen das erste Trägerelement und das zweite Trägerelement in verschiebbarer Weise eingefügt ist.
Hierbei ist vorzugsweise das Zwischenelement mit der Antriebseinrichtung zum Einfahren und Ausfahren des Teleskopträgers gekoppelt.
Gemäß einer anderen vorteilhaften Ausführungsform ist es vorgesehen, dass die Teleskopträger ein erstes Trägerelement und ein zweites Trägerelement und ein zwischen das erste Trägerelement und das zweite Trägerelement ge koppeltes Zwischenelement aufweisen, wobei an dem Zwischenelement mindestens eine erste Rolle und mindestens eine zweite Rolle drehbar gelagert sind und wobei zwischen einander benachbarte erste Enden des ersten Trägerelements und des zweiten Trägerelements eine um die erste Rolle des Zwischenelements herumgeführte erste Seil-, Ketten- oder Gurtanordnung gekoppelt ist und zwischen einander benachbarte zweite Enden des ersten Trägerelements und des zweiten Trägerelements eine um die zweite Rolle des Zwischenelements herumgeführte zweite Seil-, Ketten- oder Gurtanordnung gekoppelt ist.
Hierbei ist vorzugsweise das Zwischenelement, an dem die erste und zweite Rolle gelagert sind, ein drittes Trägerelement des Teleskopträgers, welches zwischen das erste Trägerelement und das zweite Trägerelement in verschiebbarer Weise eingefügt ist.
Dabei ist es wiederum vorzugsweise vorgesehen, dass das Zwischenelement mit der Antriebseinrichtung zum Einfahren und Ausfahren des Teleskopträgers gekoppelt ist.
Gemäß vorteilhaften Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Betätigungseinrichtung ist es vorgesehen, dass benachbarte Trägerelemente jeweilige gegenüberliegende Führungsbahnen und zwischen einem Trägerelement und den Führungsbahnen des benachbarten Trägerelements angeordnete Führungsrollen zum gegenseitigen Führen der benachbarten Trägerelemente beim Ausfahren und Einfahren des Teleskopträgers aufweisen.
Gemäß vorteilhaften Ausführungsformen enthält die Antriebseinrichtung eine entlang der Flügelhinterkante verlaufende Antriebswelle, einen abtriebsseitig mit dem Teleskopträger und/oder der Ruderklappe gekoppelten Spindelantrieb und ein zwischen die Antriebswelle und die Antriebsseite des Spindelantriebs gekoppeltes Winkelgetriebe, insbesondere ein Schneckengetriebe.
Vorzugsweise ist der der Spindelantrieb abtriebsseitig mit dem Zwischenelement des Teleskopträgers gekoppelt.
Gemäß bevorzugten Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Betätigungseinrichtung ist es vorgesehen, dass das äußerste der ineinander angeordneten Trägerelemente des Teleskopträgers an der tragenden Struktur des Flügels angeordnet ist und dass innerste der ineinander angeordneten Trägerelemente des Teleskopträgers mit der Ruderklappe verbunden ist.
Gemäß bevorzugten Ausführungsformen ist es vorgesehen, dass der Teleskopträger vier teleskopartig ineinander angeordnete und gleichzeitig verschiebbare Trägerelemente umfasst.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Betätigungseinrichtung ist es vorgesehen, dass im Bereich der Hinterkante des Tragflügels ein mit der Betätigungseinrichtung, insbesondere mit dem Teleskopträger gekoppeltes, bewegliches Leitprofil angeordnet ist, welches beim Ausfahren der Ruderklappe bzw. bei ausgefahrener Ruderklappe eine an das Profil der Ruderklappe angepasste Strömungsführung von der Unterseite des Tragflügels zur Oberseite der Ruderklappe bildet.
Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen:
1 und 2 eine perspektivische Ansicht von schräg oben auf einen Teil eines Flugzeugtragflügels mit einer Ruderklappe und einer Betätigungseinrichtung zum Einstellen derselben gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung, wobei die Klappe eingefahren bzw. ausgefahren ist;
3 und 4 entsprechende perspektivische Ansichten von schräg unten;
5a) und b) eine schematisierte Darstellung zur Erläuterung des kinematischen Funktionsprinzips einer Betätigungseinrichtung für eine Ruderklappe gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;
6 eine schematisierte Darstellung, welche die Ruderklappe in eingefahrenem und in ausgefahrenem Zustand und in mehreren Zwischenstellungen zeigt;
7a) und b) seitliche Schnittansichten, die einen Teil eines Tragflügels mit einer Ruderklappe und einer Betätigungseinrichtung zum Verstellen derselben gemäß dem Ausführungsbeispiel der Erfindung in eingefahrener bzw. in ausgefahrener Position zeigen;
8 eine seitliche Schnittansicht ähnlich 7a) in einer etwas anderen Darstellung;
9 eine seitliche Schnittansicht ähnlich 7b) in einer etwas anderen Darstellung;
10a) und b) seitliche Schnittansichten durch eine Betätigungseinrichtung für eine an der Hinterkante des Tragflügels eines Flugzeugs angeordnete Ruderklappe gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung in eingefahrener Stellung bzw. in ausgefahrener Stellung;
11 eine vergrößerte Querschnittsansicht entlang der Linie A-A in 10b) durch die Betätigungseinrichtung;
12a) und b) schematisierte Darstellungen zur Erläuterung des Funktionsprinzips zur mechanischen Verkettung mehrerer Trägerelemente eines Teleskopträgers gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung in eingefahrenem Zustand bzw. in ausgefahrenem Zustand; und
13a) und b) eine schematisierte Darstellung zur Erläuterung des Funktionsprinzips zur mechanischen Verkettung von Trägerelementen eines Teleskopträgers der Betätigungseinrichtung gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung in eingefahrenem Zustand bzw. in ausgefahrenem Zustand.
In den 1 bis 4 ist ein kleiner Teil eines Tragflügels 1 eines Flugzeugs gezeigt, an dessen Hinterkante eine Ruderklappe 2 angeordnet ist, die zur Auftriebserhöhung beim Starten und Landen und bei bestimmten anderen Flugmanövern dient. Die Ruderklappe 2 ist mit dem Tragflügel 1, der hier in Form eines Teils seines Flügelkastens dargestellt ist, über eine Betätigungseinrichtung gekoppelt, die gleichermaßen dazu dient, die Ruderklappe 2 an dem Flügel 1 zu tragen und zu halten und sie in einer vorgegebenen Weise zu verstellen.
Die Ruderklappe 2 ist bezüglich dem Tragflügel 1 zu einer kombinierten Translations- und Rotationsbewegung zwischen einer eingefahrenen Stellung, in welcher sie nahe der Hinterkante des Tragflügels 1 befindlich und im wesentlichen in der Flügelebene eingestellt ist, und einer ausgefahrenen Stellung, in welcher sie gegen die Hinterkante des Tragflügels 1 nach rückwärts verschoben und gegen die Flügelebene nach unten abgewinkelt ist und in jeweiligen Zwischenstellungen verfahrbar.
Die 1 und 3 zeigen in perspektivischer Darstellung schräg von oben bzw. schräg von unten die eingefahrene Stellung der Ruderklappe 2, in der sie nahe der Hinterkante des Tragflügels 1 befindlich und im wesentlichen in der Flügelebene eingestellt ist, die 2 und 4 zeigen ebenfalls in perspektivischer Darstellung schräg von oben bzw. schräg von unten die Ruderklappe 2 in der ausgefahrenen Stellung, in der sie gegen die Hinterkante des Tragflügels 1 nach rückwärts verschoben und gegen die Flügelebene abgewinkelt ist.
In der schematisierten seitlichen Ansicht von 6 sind sowohl die eingefahrene Stellung als auch die ausgefahrene Stellung der Ruderklappe sowie mehrere Zwischenstellungen dargestellt, welche das Ausfahrverhalten der Ruderklappe 2 in ihrer kombinierten Translations- und Rotationsbewegung, im Sinne einer sogenannten Fowler-Klappe zeigen.
Wie insbesondere die 1 und 2, bei denen ein die obere Beplankung des Tragflügels 1 mit der oberen Beplankung der Ruderklappe 2 strömungsmäßig verbindender Spoiler 31 lediglich durch gestrichelte Linien angedeutet und durchsichtig dargestellt ist, erkennen lassen, umfasst die die Ruderklappe 2 an dem Tragflügel 1 haltende Betätigungseinrichtung mehrere ausziehbare Teleskopträger 3, die an einem Ende mit der tragenden Struktur 1a, also dem Flügelkasten des Tragflügels 1 und am anderen Ende mit der Ruderklappe 2 verbunden sind, sowie eine Antriebseinrichtung 8, 9, 10 zum Einfahren und Ausfahren der Teleskopträger 3 und schließlich eine Lenkereinrichtung, von der in den 1 und 2 lediglich ein Lenkhebel 14 andeutungsweise sichtbar ist, zum Abwinkeln der Ruderklappe 2 in vorgegebener Weise entsprechend der vorher beschriebenen kombinierten Translations- und Rotationsbewegung.
Wie in 4 im einzelnen dargestellt ist, ist in der ausgefahrenen Stellung die Ruderklappe 2 von der Hinterkante des Tragflügels 1 um einen Spalt beabstandet, durch welchen ein Teil der Luftströmung am Tragflügel 1 von dessen Unterseite zur Oberseite der Ruderklappe 2 übertreten und somit den Auftrieb an derselben erhöhen kann.
Die eingefahrene Stellung und die ausgefahrene Stellung der Ruderklappe 2 sind in 7a) bzw. b) nochmals in seitlichen Schnittansichten gezeigt, wo auch ein bewegliches, zweiteiliges Leitprofil 29a, 29b ersichtlich ist, welches zur Führung der besagten Luftströmung von der Unterseite des Tragflügels 1 zur Oberseite der Ruderklappe 2 dient.
Wie 10a) und b) zeigt, in welcher der in der Betätigungseinrichtung für die Ruderklappe 2 enthaltene ausziehbare Teleskopträger 3 in eingefahrener Stellung bzw. in ausgezogener Stellung gezeigt ist, umfasst der Teleskopträger 3 mehrere, nämlich vier Stück teleskopartig ineinander angeordnete und gegenseitig verschiebbare Trägerelemente 4, 5, 6, 7, die durch jeweilige Führungsrollen 22, 23, 24 gegenseitig geführt und durch Elemente 18 gegenseitig im Sinne einer gleichmäßigen linearen Zwangsbewegung verkettet sind.
Wie die vergrößerte Querschnittsdarstellung entlang der Linie A-A aus 10b), die in 11 dargestellt ist, zeigt, handelt es sich in dem beschriebenen Ausführungsbeispiel bei den Trägerelementen 4, 5, 6, 7, die den ausziehbaren Teleskopträger 3 bilden, um kastenförmige Trägerelemente. Hier sind auch die vorher genannten Führungsrollen 22, 23, 24 deutlicher zu erkennen, welche nämlich jeweils zwischen einem Trägerelement 4, 5 bzw. 6 und Führungsbahnen 19, 20, 21 am jeweiligen benachbarten Trägerelement 5, 6 bzw. 7 angeordnet sind und jeweils zwei benachbarte der insgesamt vier Trägerelemente 4, 5, 6, 7 beim Ausfahren bzw. Einfahren des Teleskopträgers 3 gegenseitig führen.
Weiterhin ist in 11 ersichtlich, dass der Teleskopträger 3 ein erstes Trägerelement 4, nämlich das äußerste kastenförmige Trägerelement aufweist, welches mit in Ausziehrichtung verlaufenden, hier also in der Stirnansicht zu sehenden Zahnleisten 16 versehen ist, und ein zweites Trägerelement 6, nämlich das zweitinnerste kastenförmige Trägerelement, das ebenfalls mit in Ausziehrichtung des Teleskopträgers 3, also ebenfalls in der Stirnansicht zu sehenden Zahnleisten 17 versehen ist, sowie ein Zwischenelement 5 in Form eines dritten Trägerelements, nämlich des zweitäußersten Trägerelements 5 des Teleskopträgers 3. An dem dritten Trägerelement 5 sind Kopplungszahnräder 18 um quer zur Längserstreckung der Zahnleisten 16 bzw. 17 verlaufende Achsen drehbar gelagert, die an ihren gegenüberliegenden Umfangsbereichen in die Zahnleisten 16 des ersten Trägerelements 4 bzw. in die Zahnleisten 17 des zweiten Trägerelements 6 eingreifen. Auf diese Weise ergibt sich eine gleichmäßige lineare Zwangsbewegung zwischen den Trägerelementen 4, 5, 6, wie sie in 12 schematisch gezeigt ist.
Das Trägerelement 5, welches zwischen das erste Trägerelement 4 und das zweite Trägerelement 6 als Zwischenelement eingefügt ist, ist hierbei mit dem Antrieb zum Einfahren und Ausfahren des Teleskopträgers 3 gekoppelt, wie in 12b) durch den schwarz ausgefüllten Pfeil gezeigt ist, woraus sich zwangsweise eine Verschiebung des zweiten Trägerelements 6 ergibt, die in 12b) durch den gestrichelten Pfeil dargestellt ist und das doppelte der Bewegung des zwischengefügten dritten Trägerelements 5 beträgt.
Gemäß einer alternativen Ausführungsform, die in 13a) und b) gezeigt ist, können für die Verkettung der Trägerelemente 4, 5, 6, 7 des Teleskopträgers 3 im Sinne der besagten gleichmäßigen linearen Zwangsbewegung an dem Zwischenelement, welches als drittes Trägerelement 5 zwischen einem ersten Trägerelement 4 und einem zweiten Trägerelement 6 eingefügt ist, erste Rollen 25 und zweite Rollen 26 drehbar gelagert angeordnet sein, wobei zwischen einander benachbarten Enden des ersten Trägerelements 4 und des zweiten Trägerelements 6 eine um die erste Rolle 25 des Zwischenelements 5 herumgeführte, mit Nieten 30 befestigte erste Seil-, Ketten- oder Gurtanordnung 27 gekoppelt und zwischen einander benachbarte zweite Enden des ersten Trägerelements 4 und des zweiten Trägerelements 6 eine um die zweiten Rollen 26 des Zwischenelements 5 herumgeführte, mit Nieten 30 befestigte zweite Seil-, Ketten- oder Gurtanordnung 28 gekoppelt ist. Auch hier ist das Zwischenelement in Form des dritten Trägerelements 5 mit einem Antrieb zum Einfahren und Ausfahren des Teleskopträgers 3 gekoppelt, was in 13b) durch den schwarz ausgefüllten Pfeil dargestellt ist, woraus sich eine lineare Zwangsbewegung des zweiten Trägerelements 6 um die doppelte Strecke ergibt.
Wie die 1 und 2 erkennen lassen, umfasst die zum Ausfahren und Einfahren der Ruderklappe 2 dienende Antriebseinrichtung eine entlang der Flügelhinterkante verlaufende Antriebswelle 8, einen Spindelantrieb 10, der abtriebsseitig mit dem Teleskopträger 3, nämlich mit dem vorher beschriebenen Zwischenelement in Form des Trägerelements 5 gekoppelt ist, sowie ein Winkelgetriebe in Form eines Schneckengetriebes 9, das zwischen die Antriebswelle 8 und die Antriebsseite des Spindelantriebs 10 geschaltet ist. Auf diese Weise wird bei Drehung der Antriebswelle 8 über den Spindelantrieb 10 das Trägerelement 5 des Teleskopträgers 3 verschoben und damit werden die mit diesem verketteten anderen Trägerelemente des Teleskopträgers 3 aus- bzw. eingefahren und damit die Ruderklappe 2 betätigt.
Nunmehr bezugnehmend auf die 5 bis 10 soll die Lenkereinrichtung beschrieben werden, die im Sinne der eingangs erläuterten kombinierten Translations- und Rotationsbewegung ein Ausfahren und Einfahren des Teleskopträgers 3 vorgesehen ist. Diese Lenkereinrichtung bewirkt ein Abwinkeln der Ruderklappe 2 in Abhängigkeit von der Stellung des Teleskopträgers 3, d.h. in Abhängigkeit von dem Maß, in welchem der Teleskopträger 3 ausgefahren ist.
Wie schematisch das in 5a) und b) gezeigte Funktionsprinzip der Kinematik dieser Lenkereinrichtung zeigt, ist die Lenkereinrichtung einerseits zwischen zwei verschiedene Trägerelemente, nämlich zwischen das letzte, also der Ruderklappe 2 nächste Trägerelement 7 und das vorletzte, nämlich das der Ruderklappe 2 zweitnächste Trägerelement 6 und andererseits zwei verschiedene an der Ruderklappe 2 vorgesehene, voneinander beabstandete Kraftangriffspunkte 11, 13 gekoppelt. Auf diese Weise bewirkt eine beim Ausfahren bzw. Einfahren des Teleskopträgers 3 stattfindende Relativbewegung zwischen den beiden genannten Trägerelementen 6, 7 eine Veränderung des Ausschlags der Ruderklappe 2, also ihres Anstellwinkels, wie in den beiden Endlagen und in mehreren Zwischenstellungen in 6 gezeigt.
Wie 7a) und b), die etwas andere Darstellung in 8 und 9, sowie die vergrößerte Detaildarstellung in 10a) und b) zeigen, umfasst die Lenkereinrichtung eine an dem letzten Trägerelement 7 des Teleskopträgers 3 vorgesehene erste Drehachse 11, an der die Ruderklappe 2 nahe ihres vorderen Endes, nämlich an einem dort vorgesehenen Joch 32 drehbar gelagert ist, und einen Lenkhebel 14, der einerseits zwischen eine an dem vorletzten Trägerelement 6 des Teleskopträgers 3 vorgesehene zweite Drehachse 12 und andererseits eine von der ersten Drehachse 11 in Richtung der Profiltiefe beabstandet an der Ruderklappe 2 vorgesehene dritte Drehachse 13 gekoppelt ist. Wie 10 unter Zuhilfenahme der 5 erkennen lässt, führt somit die Relativbewegung der beiden Trägerelemente 6, 7 gegeneinander unmittelbar zu einer Schwenkbewegung der Ruderklappe 2 im Sinne der besagten kombinierten Translations- und Rotationsbewegung.

1: Tragflügel
2: Ruderklappe
3: Teleskopträger
4: Trägerelement
5: Trägerelement
6: Trägerelement
7: Trägerelement
8: Antriebswelle
9: Winkelgetriebe
10: Spindelantrieb
11: erste Drehachse
12: zweite Drehachse
13: dritte Drehachse
14: Lenkhebel
15: Joch
16: Zahnleiste
17: Zahnleiste
18: Zahnrad
19: Führungsbahn
20: Führungsbahn
21: Führungsbahn
22: Führungsrolle
23: Führungsrolle
24: Führungsrolle
25: erste Rolle
26: zweite Rolle
27: erste Seil-, Ketten- oder Gurtanordnung
28: zweite Seil-, Ketten- oder Gurtanordnung
29a, b: Leitprofil
30: Befestigungsnieten
31: Spoiler
32: Joch

Claims

Betätigungseinrichtung für eine an der Hinterkante des Tragflügels (1) eines Flugzeugs angeordnete Ruderklappe (2), die in einer kombinierten Translations und Rotationsbewegung zwischen einer eingefahrenen Stellung, in welcher sie nahe der Hinterkante des Tragflügels (1) befindlich und im wesentlichen in der Flügelebene eingestellt ist, und einer ausgefahrenen Stellung, in welcher sie gegen die Hinterkante des Tragflügels (1) nach rückwärts verschoben und gegen die Flügelebene abgewinkelt ist, und jeweiligen Zwischenstellungen verfahrbar ist, wobei die Betätigungseinrichtung teleskopartig ineinander angeordnete und gegenseitig verschiebbare Trägerelemente (4, 5, 6, 7) umfassende ausziehbare Teleskopträger (3), die an einem Ende mit der tragenden Struktur des Flügels (1) und am anderen Ende mit der Ruderklappe (2) verbunden sind, eine Antriebseinrichtung (8, 9, 10) zum Einfahren und Ausfahren der Teleskopträger (3) und eine mit der Ruderklappe (2) gekoppelte Lenkereinrichtung (11, 12, 13, 14) zum Abwinkeln der Ruderklappe (2) in vorgegebener Weise umfasst, wobei die Lenkereinrichtung (11, 12, 13, 14) zum Abwinkeln der Ruderklappe (2) in Abhängigkeit von der Stellung des Teleskopträgers (3) vorgesehen ist und wobei die Lenkereinrichtung (11, 12, 13, 14) zwischen zwei verschiedene der Trägerelemente (4, 5, 6, 7) des Teleskopträgers (3) einerseits und zwei verschiedene, an der Ruderklappe (2) vorgesehene, voneinander beabstandete Kraftangriffspunkte (11, 13) andererseits gekoppelt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Lenkereinrichtung (11, 12, 13, 14) eine an einem der Trägerelemente (7) des Teleskopträgers (3) vorgesehene erste Drehachse (11), an der die Ruderklappe (2) nahe ihres vorderen Endes drehbar gelagert ist, und einen zwischen eine an einem anderen der Trägerelemente (6) des Teleskopträgers (3) vorgesehene zweite Drehachse (12) einerseits und eine dritte Dreh achse (13), die von der ersten Drehachse (11) beabstandet an der Ruderklappe (2) vorgesehen ist, andererseits gekoppelten Lenkhebel (14) umfasst.
Betätigungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Drehachse (11), an der die Ruderklappe (2) gelagert ist, an dem der Ruderklappe (2) nächsten Trägerelement (7) des Teleskopträgers (3) vorgesehen ist, und dass die zweite Drehachse (12), mit der der Lenkhebel (14) einerseits gekoppelt ist, an dem der Ruderklappe (2) zweitnächsten Trägerelement (6) des Teleskopträgers (3) vorgesehen ist.
Betätigungseinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerelemente (4, 5, 6, 7) kastenförmig ausgebildet sind.
Betätigungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerelemente (4, 5, 6, 7) der Teleskopträger (3) im Sinne einer gleichmäßigen linearen Zwangsbewegung verkettet sind.
Betätigungseinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Teleskopträger (3) ein mit mindestens einer in Ausziehrichtung verlaufenden Zahnleiste (16) versehenes erstes Trägerelement (4) und ein mit mindestens einer in Ausziehrichtung verlaufenden Zahnleiste (17) versehenes zweites Trägerelement (6) und mindestens ein an einem Zwischenelement (5) gelagertes, an gegenüberliegenden Umfangsbereichen in die Zahn leisten (16, 17) des ersten bzw. des zweiten Trägerelements (4, 6) eingreifendes Kopplungszahnrad (18) umfasst.
Betätigungseinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Zwischenelement, an dem das Kopplungsrad (18) gelagert ist, ein drittes Trägerelement (5) des Teleskopträgers (3) ist, welches zwischen das erste Trägerelement (4) und das zweite Trägerelement (6) eingefügt ist.
Betätigungseinrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Zwischenelement (5) mit der Antriebseinrichtung (8, 9, 10) zum Einfahren und Ausfahren des Teleskopträgers (3) gekoppelt ist.
Betätigungseinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Teleskopträger (3) ein erstes Trägerelement (4) und ein zweites Trägerelement (6) und ein zwischen das erste Trägerelement (4) und das zweite Trägerelement (6) gekoppeltes Zwischenelement (5) aufweisen, wobei an dem Zwischenelement (5) mindestens eine erste Rolle (25) und mindestens eine zweite Rolle (26) drehbar gelagert sind und wobei zwischen einander benachbarte erste Enden des ersten Trägerelements (4) und des zweiten Trägerelements (6) eine um die erste Rolle (25) des Zwischenelements (5) herumgeführte Seil-, Ketten- oder Gurtanordnung (27) gekoppelt ist und zwischen einander benachbarte zweite Enden des ersten Trägerelements (4) und des zweiten Trägerelements (6) eine um die zweite Rolle (26) des Zwischenelements (5) herumgeführte zweite Seil-, Ketten- oder Gurtanordnung (28) gekoppelt ist.
Betätigungseinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Zwischenelement, an dem die erste und zweite Rolle (25, 26) gelagert sind, ein drittes Trägerelement (5) des Teleskopträgers (3) ist, welches zwischen das erste Trägerelement (4) und das zweite Trägerelement (6) eingefügt ist.
Betätigungseinrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Zwischenelement (5) mit der Antriebseinrichtung (8, 9, 10) zum Einfahren und Ausfahren des Teleskopträgers (3) gekoppelt ist.
Betätigungseinrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass benachbarte Trägerelemente (4, 5, 6, 7) jeweilige gegenüberliegende Führungsbahnen (19, 20, 21) und zwischen einem Trägerelement (4, 5, 6) und den Führungsbahnen des benachbarten Trägerelements (5, 6, 7) angeordnete Führungsrollen (22, 23, 24) zum gegenseitigen Führen der benachbarten Trägerelemente (4, 5, 6, 7) beim Ausfahren und Einfahren der Teleskopträger (3) aufweisen.
Betätigungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinrichtung eine entlang der Flügelhinterkante verlaufende Antriebswelle (8), einen abtriebsseitig mit dem Teleskopträger (3) und/oder der Ruderklappe (2) gekoppelten Spindelantrieb (10) und ein zwischen die An triebswelle (8) und die Abtriebsseite des Spindelantriebs (10) gekoppeltes Winkelgetriebe, insbesondere Schneckengetriebe (9) enthält.
Betätigungseinrichtung nach einem der vorangekenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass der Spindelantrieb (10) abtriebsseitig, mit dem Zwischenelement (5) des Teleskopträgers (3) gekoppelt ist.
Betätigungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das äußerste (4) der ineinander angeordneten Trägerelemente (4, 5, 6, 7) des Teleskopträgers (3) an der tragenden Struktur (1a) des Flügels (1) angeordnet ist und das innerste (7) der ineinander angeordneten Trägerelemente (4, 5, 6, 7) des Teleskopträgers (3) mit der Ruderklappe (2) verbunden ist.
Betätigungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Teleskopträger (3) vier teleskopartig ineinander angeordnete und gegenseitig verschiebbare Trägerelemente (4, 5, 6, 7) umfasst.
Betätigungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der Hinterkante des Tragflügels (1) ein mit der Betätigungseinrichtung, insbesondere mit dem Teleskopträger (3) gekoppeltes, bewegliches Leitprofil (29a, b) angeordnet ist, welches beim Ausfahren der Ruderklappe (2) eine an das Profil der Ruderklappe (2) angepasste Strömungsfüh rung von der Unterseite des Tragflügels (1) zur Oberseite der Ruderklappe (2) bildet.