DE1137319B - Strahlduese - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Strahldüse, insbesondere für Flugzeugtriebwerke, mit zwei auf seitlichen Trägern gelagerten, die Düse außen umgebenden Klappen, die zur Strahlumlenkung durch ein Gestänge hinter die Düse verschoben und um eine Querachse S gegeneinander verschwenkt werden, so daß sie eine Sperre für den nach hinten gerichteten Strahl bilden.

Bei einer bekannten Strahldüse sind die schwenkbaren Klappen als Einheit nach rückwärts verschiebbar, bevor sie ausgeschwenkt werden. Die Verschiebung nach rückwärts erfolgt hier durch einen pneumatisch oder hydraulisch betätigten ersten Zylinder. Dieser Zylinder trägt die Gelenke für die Schwenkbewegung der Klappen. Weiterhin trägt der erste Zylinder eine Einrichtung, und zwar zweite Zylinder zum Verschwenken der Klappen. Bei der bekannten Einrichtung ist eine außerordentlich umfangreiche Hydraulik zur Betätigung der Klappen erforderlich. Falls einer der einzelnen Zylinder, die eine der Klappen betätigen, ausfällt, kann eine ordnungsgemäße Strahlumlenkung nicht erfolgen, da die einzelnen Klappen nicht zwangläufig miteinander gekuppelt sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine einfach aufgebaute und betriebssichere Einrichtung zur Strahlumlenkung zu schaffen.

Erfindungsgemäß weisen die Klappen an jedem der beiden Schwenklager zwei sich scherenartig überkreuzende Betätigungsarme auf, deren Enden an einem Arm je eines Winkelhebels angelenkt sind, deren Scheitel auf dem dem betreffenden Schwenklager zugehörigen Träger schwenkbar gelagert sind und deren andere Arme von je einer Stoßstange betätigt werden, wobei die Schwenklager der Klappen auf den Trägern in Richtung parallel zur Düsenachse gleitend geführt sind. In vorteilhafter Weise wird dadurch eine Anordnung geschaffen, bei welcher die Klappen durch das gleiche hydraulische Antriebsmittel nach hinten verschoben und verschwenkt werden. Die Betätigungseinrichtung der Klappen wird wesentlich vereinfacht, was einerseits die Betriebssicherheit erhöht und andererseits die Unterbringung der Betriebseinrichtung entsprechend den aerodynamischen Anforderungen wesentlich erleichtert. Weiterhin wird sichergestellt, daß nicht eine Klappe allein in die Sperrstellung einfahren kann, während die andere Klappe in ihrer ursprünglichen, den Strahl nicht umlenkenden Lage verbleibt.

Die scherenartig sich überkreuzenden Betätigungsarme und die Winkelhebel können in verschiedenen Ebenen liegen, so daß sie bei nicht ausgefahrenen Klappen übereinanderliegen können. Die scheren-

Anmelder:

General Electric Company,
New York, N. Y. (V. St. A.)

Vertreter: Dipl.-Ing. E. Prinz

und Dr. rer. nat. G. Hauser, Patentanwälte,

München-Pasing, Bodenseestr. 3 a

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 18. Dezember 1959 (Nr. 860 590)

Dudley Owen Nash, Cincinnati, Ohio (V. St. A.),
ist als Erfinder genannt worden

artig sich überkreuzenden Betätigungsanne und die Winkelhebel können bei nicht ausgefahrenen Klappen im Inneren derselben liegen.

Jeder Träger kann eine Schiene aufweisen, durch die die Klappen schwenkbar und gleitend durch Laufrollen getragen werden.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt. Darin zeigt

Fig. 1 eine teilweise geschnittene Oberansicht der Strahlumlenkungsklappen gemäß der Erfindung in der Ruhestellung,

Fig. 2 eine Oberansicht der Klappen in der Strahlumlenkungsstellung,

Fig. 3 eine teilweise geschnittene Seitenansicht der Klappen in der Strahlumlenkungsstellung und

Fig. 4 eine vergrößerte Schnittansicht der Verbindung zwischen den Klappen und deren Anbringung an der Schiene.

Die in der Zeichnung dargestellte Strahldüse besitzt zwei Klappen 11 und 12, die entlang der senkrechten Mittellinie des Triebwerks mittels Schwenklager 13 und 14 scharnierartig miteinander verbunden sind. Die Betätigung der Klappen erfolgt durch synchronisierte Betätigungsglieder 15 und 16, die über Gestänge 17 und 18 an der oberen und unteren senkrechten Mittellinie wirken. Die Betätigungsglieder und die Gestänge sind auf Trägern 19 und 21 gelagert, die am tragenden Rahmen des bei 20 dargestellten Triebwerks befestigt sind. Der Träger 10 ist mit einer Schiene 22 ausgestattet, die als Führung

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und Träger für die Klappen dient. Die Klappen haben die Form von einander entgegengesetzten Kegelstumpfsegmenten, wobei die stromabwärts liegenden Kanten 25 und 26 der Klappen im sitzenden Winkel zu den Außenflächen der Klappen liegen. Jede Klappe ist doppelwandig aufgebaut, wobei Versteifungsglieder 23 und 24 die Innenwand und die Außenwand voneinander trennen, um die Festigkeit zu vergrößern und die Anordnung verwindungssteif

des Schwenklagers 13 liegen. Die Gelenkverbindungen 48 und 49 erlauben einen Freiheitsgrad für die Bewegung des Gestänges unabhängig von den Klappen. Dies trägt dazu bei, dei radiale Höhe des Verbin-

teten Ebenen, die etwa tangential zum Umfang des Triebwerkes liegen, wodurch es möglich wird, das Gestänge innerhalb der Ausnehmungen 32 und 33 der Klappen unterzubringen. Dadurch kann die 5 radiale Abmessung der Klappen in der Ruhestellung auf ein Mindestmaß begrenzt werden. Ein Verklemmen zwischen den Stoßstangen, den Winkelhebeln und den Betätigungsarmen während der Bewegung der Klappen wird dadurch verhindert, daß an den

zu machen. Lagerplatten 27 und 28 sind an den io Verbindungspunkten 44 bis 47 Kugelgelenke vor-Enden der Umfangsfläche jeder Klappe angeschweißt gesehen sind und daß in jedem der Betätigungsanne oder auf andere Weise befestigt. Die Lager der beiden eine Gelenkstelle 48 bzw. 49 eingefügt ist. Dadurch Klappen sind konzentrisch übereinandergelegt und können sich die Betätigungsarme und die Winkeldurch Bolzen zusammengefügt, so daß an der Ober- hebel in verschiedenen Ebenen frei verschwenken, seite und an der Unterseite ein einziger Gelenkpunkt 15 da die Bolzen 42 und 43 nicht parallel zum Bolzen gebildet wird. Die Lagerplatten für die Klappen
weisen Betätigungsarme 29 und 31 auf, von denen
jeder einen Kurbelarm bildet und als eines der Teile
des Gestänges wirkt. Nach dem Zusammenbau (Fig. 2)

kreuzt der Betätigungsarm 29 der einen Klappe den ao dungsmechanismus zu verringern und eine radiale Betätigungsarm 31 der anderen Klappe, so daß beim Ausdehnung und Zusammenziehung der Klappen bei Öffnen und Schließen der Klappen eine scherenartige Wärmedifferenzen zuzulassen. An jedem Betätigungs-Wirkung erzeugt wird. Wie aus Fig. 4 erkennbar ist, arm sind nahe den Gelenkpunkten 44 und 45 Ansind die Lagerplatten 27 so ausgeführt, daß sie eine schlagplatten 51 und 52 angebracht. Diese Anschlag-Gabel bilden, während die Lagerplatten 28 eine Zunge 25 platten stoßen mit einer Anschlagfläche aufeinander, bilden, so daß jede Lagerung einer Doppelschere wenn die Klappen die in Fig. 2 gezeigte Stellung einentspricht. Die beiden Klappen sind somit identisch. nehmen. Die Anschlagplatten vermindern die Be-Ausnehmungen 32 und 33 in den Lagerplatten bilden lastungen in dem Schwenklager 13, den Gelenkverbinfreie Bahnen für die Betätigungsarme 29 und 31, so düngen 48 und 49 und in den Betätigungsarmen, die daß dem Luftstrom eine glatte Außenfläche dar- 30 bei der Strahlumlenkung hervorgerufen werden, geboten wird. Aus den Fig. 3 und 4 ist zu erkennen, daß die

Der Betätigungsmechanismus besteht aus zwei Schiene 22 des Trägers 19 aus zwei entgegengesetzt hydraulischen Betätigungsgliedern 15 und 16, von gerichteten U-Teilen 53 und 54 besteht, die im Abdenen jedes mit einem Paar Winkelhebel 34 und 35 stand voneinander und mit den Rücken gegeneinüber einen Gleitkopf, eine Gleitschiene und ein Ge- 35 ander durch obere und untere Platten 55 und 56 stange verbunden ist. Da die beiden Betätigungs- gehalten werden. An dem radial außen liegenden mechanismen völlig identisch sind, wird im folgenden Ende des Schwenklagers 13 ist eine Laufkatze 57 nur der oberste beschrieben. Die Betätigungsglieder befestigt, die aus einem Joch 58 besteht, das zwei sind Druckkolben, die mit den Trägerbalken so ver- Rollen 59 und 61 trägt. Das Joch greift um die bunden sind, daß die Kolbenstangenseite des Kolbens 40 Schiene, so daß die Rollen in den U-förmigen Teilen dazu dient, die Klappen in die Strahlumlenkungs- liegen. Die Rollen laufen auf den Innenflächen der stellung zu bringen, während das freie Ende des U-förmigen Teile und tragen die Klappen in allen Kolbens zum Zurückziehen der Klappen dient, so daß Stellungen. Ferner überträgt die Laufkatze senkrechte die größte Betätigungskraft bei der Rückzugsbewe- Kräfte von den Klappen auf den Träger, wenn diese gung auftritt. Die Kolbenstange 36 des Betätigungs- 45 ihre Strahlumlenkungsstellung einnehmen. gliedsl5 ist mit einem Gleitkopf 37 verbunden, der Beim Betrieb der erfindungsgemäßen Vorrichtung

seinerseits auf einer Gleitschiene 38 gleitet, die fest wird den Betätigungsgliedern 15 und 16 an den am Träger 19 angebracht ist. Dieser Gleitkopf hat Kolbenstangenseiten der (nicht sichtbaren) Kolben die Form eines T-Kopfes, wobei jede Seite des T Druckmittel zugeführt. Die Kolben werden in der einen Verbindungspunkt für eine Stoßstange 39 bzw. 50 Darstellung von Fig. 1 nach links gedrückt, so daß

41 bildet, die ihrerseits mit dem Winkelhebel 34 die Kolbenstangen 36 in die Druckzylinder eingezogen bzw. 35 verbunden ist. Die Winkelhebel dienen als werden und die Gleitköpfe 37 an den Gleitschienen 38 Zwischenglieder in dem Gestänge zwischen den Be- nach hinten ziehen. Die Stoßstangen 39 und 41 tätigungsgliedern und den Klappen. Jeder Winkel- drücken dann die Winkelhebel 34 und 35 nach hinten, hebel weist drei Gelenkpunkte auf, von denen der 55 so daß diese sich um die Bolzen 42 bzw. 43 vermittlere Gelenkpunkt an dem Träger mittels Bolzen schwenken. Die Gelenkpunkte 44 und 45 bewegen

42 bzw. 43 gelagert ist. Die beiden äußersten Gelenk- sich nach hinten, so daß die Laufkatze 57 auf der punkte sind mit den Betätigungsarmen 29 bzw. 31 Schiene 22 nach hinten gleitet und die Klappen in an der Stelle 44 bzw. 45 verbunden, während die dieser Richtung mitnimmt. Gleichzeitig werden die übrigen Gelenkpunkte mit den Stoßstangen 39 bzw. 60 Punkte 44 und 45 aufeinander zubewegt, wobei sie 41 an den Punkten 46 bzw. 47 verbunden sind. Die die Betätigungsarme 29 und 31 gegeneinander ziehen Bolzen 42 und 43 sind fest an dem Träger angebracht und dadurch die Klappen um die Schwenklager 13 und wirken als Gelenkzapfen, um die sich die Winkel- und 14 verschwenken. Diese Bewegung setzt sich hebel verschwenken. Die Bolzen liegen zu beiden fort, bis die Laufkatze das Ende ihrer Bewegungs-Seiten der senkrechten Mittellinie des Triebwerks, 65 bahn an der Schiene erreicht und die stromabwärts

wobei die Längsachse jedes Bolzens von der senkrechten Mittellinie weg schräg gestellt ist. Die Winkelhebel drehen sich somit in entgegengesetzt gerich-

liegenden Kanten 25 und 26 der Klappen aneinander
anliegen. Gleichzeitig berühren sich die Anschlagplatten 51 und 52, wie zuvor angegeben wurde. Die

Klappen nehmen dann die Strahlumlenkungsstellung ein. In dieser Stellung werden die axialen Kräfte, die durch die Gasströme auf die Klappen ausgeübt werden, von den Betätigungsarmen und den Winkelhebeln als Zugkräfte aufgenommen. Die axiale Last der Gasströme wird über die Bolzen 42 und 43 auf den Träger und von da auf den tragenden Rahmen des Triebwerks übertragen. Die Klappen werden in senkrechter Richtung durch den Träger 19 über die Laufkatze und die Schiene gestützt. In waagerechter Richtung werden die Klappen durch das Gestänge gehalten, wobei die durch seitliche Belastungen hervorgerufenen Momente über die Bolzen 42 und 43 und die Stoßstangen 39 und 41 aufgenommen werden.

Bei der Darstellung wurde angenommen, daß die Klappen bei einem Triebwerk mit Abgasgebläse verwendet werden. Es ist jedoch offensichtlich, daß diese nicht auf die Anwendung bei einem solchen Triebwerk beschränkt sind, sondern auch an einem Turbostrahltriebwerk angebracht werden können.

Claims (4)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Strahldüse, insbesondere für Flugzeugtriebwerke, mit zwei auf seitlichen Trägern gelagerten, die Düse außen umgebenden Klappen, die zur Strahlumlenkung durch ein Gestänge hinter die Düse verschoben und um eine Querachse gegeneinander geschwenkt werden, so daß sie eine Sperre für den nach hinten gerichteten Strahl bilden, dadurch gekennzeichnet, daß die Klappen (11,12) an jedem der beiden Schwenklager (13, 14) zwei sich scherenartig überkreuzende Betätigungsarme (29, 31) aufweisen, deren Enden an einem Arm je eines Winkelhebels (34, 35) angelenkt sind, deren Scheitel auf dem dem betreffenden Schwenklager zugehörigen Träger (19, 21) schwenkbar gelagert sind und deren anderen Arme von je einer Stoßstange (39, 41) betätigt werden, wobei die Schwenklager der Klappen auf den Trägern in Richtung parallel zur Düsenachse gleitend geführt sind.

2. Strahldüse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die scherenartig sich überkreuzenden Betätigungsarme (29, 31) und die Winkelhebel (34, 35) in verschiedenen Ebenen liegen, so daß sie bei nicht ausgefahrenen Klappen (11,12) übereinanderliegen können.

3. Strahldüse nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die scherenartig sich überkreuzenden Betätigungsarme (29, 31) und die Winkelhebel (34, 35) bei nicht ausgefahrenen Klappen im Inneren derselben liegen.

4. Strahldüse nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Träger (19) eine Schiene (22) aufweist, durch die die Klappen (11,12) schwenkbar und gleitend durch Laufrollen getragen werden.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Auslegeschrift Nr. 1 012 185.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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