Trimmeinrichtung für Luftfahrzeuge Die Erfindung bezieht sich auf
eine Trimmeinrichtung für Luftfahrzeuge, die wahlweise manuell oder durch eine Hilfskraft
betätigt werden kann und in deren Steuerkette ein von einem hydraulischen Ventil
gesteuerter Hydraulikmotor eingeschaltet ist. Neben den für die Flugsteuerung benötigten
Rudem besitzen fast alle Flugzeuge noch sogenannte Trinunklappen. Durch die Verstellung
dieser Klappen wird es dem Piloten ermöglicht, die während des Fluges, beispielsweise
durch den Verbrauch des Kraftstoffes, entstehenden Schwerpunktverschiebungen auszugleichen.
Zur Vereinfachung der Bedienung durch den Piloten und der gesamten Trimmsteueranlage
ist es bereits bekannt, die Betätigung der Trimmklappen durch elektrische Trimmotore,
die nahe bei den Klappen eingebaut werden, zu bewerkstelligen. Dieses hat die Vorteile,
daß der Pilot das Verfahren der Klappen durch einfach zu bedienende Schalter, beispielsweise
durch Druckknöpfe, vornehmen kann, und daß die Verbindung zwischen Pilotenraum und
den an den äußersten Enden des -Flugzeugkörpers sich befindenden Trimmklappen durch
leicht zu verlegende elektrische Kabel erfolgt.Trim device for aircraft The invention relates to
a trimming device for aircraft, either manually or by an assistant
can be operated and in the control chain of a hydraulic valve
controlled hydraulic motor is switched on. In addition to those required for flight control
Almost all aircraft still have so-called trinun flaps. By adjusting
These flaps will allow the pilot to work during flight, for example
to compensate for shifts in the center of gravity caused by the consumption of fuel.
To simplify the operation by the pilot and the entire trim control system
is it already known to operate the trim tabs using electric trim motors,
which are installed close to the flaps to accomplish. This has the advantages
that the pilot can operate the flaps through easy-to-use switches, for example
by push buttons, and that the connection between pilot room and
the trim tabs at the extreme ends of the aircraft body
easy-to-install electrical cables are made.
Bei gewissen Flugzeugtypen, besonders bei den Passagierflugzeugen,
wird aus Sicherheitsgründen gesetzlich verlangt, daß wenigstens bei der Höhenrudertrimmung
zwei verschiedene Betätigungseinrichtungen vorhanden sind. Die praktische Ausführung
dieser Forderung erfolgt üblich in der Art, daß außer der ferngesteuerten Betätigung
noch eine mechanische vorgesehen ist. Eine bekannte Ausführungsform dafür sieht
vor, möglichst nahe an der Trimmklappe einen Elektromotor anzuordnen, der über ein
Untersetzungsgetriebe und eine elektrische Kupplung in das Gestänge der mechanischen
Betätigung eingreift. Die elektrische Kupplung stellt die Verbindung beider Systeme
in dem Augenblick her, in dem der Pilot den elektrischen Schalter betätigt. Auf
diese Weise wird vermieden, daß bei einer Betätigung von Hand über das mechanische
Gestänge der Elektromotor mit seinem Untersetzungsgetriebe mit durchgedreht werden
muß, was wegen der großen Reibungskräfte des Getriebes unzweckmäßig wäre. Diese
Art der Kombination einer manuellen mit einer elektrisch-hilfskraftbetätigten Trimmung
hat mehrere Nachteile. Der Aufwand an Einzelteilen ist verhältnismäßig groß, die
Anlage wird dadurch schwer. Weiterhin ist die Ansprechgeschwindigkeit in vielen
Fällen ungenügend. Das hängt damit zusammen, daß nach Kontaktgabe das Anlaufen der
sich drehenden Teile des Elektromotors und Getriebes infolge der Massenwirkung eine
gewisse Zeit erfordert. Eine andere bekannte Ausführung sieht vor, ein Ruder mit
Hilfe eines Hydraulikmotors, dessen Kolben über einen Steuerschieber von beiden
Seiten zu beaufschlagen ist, zu betätigen. Weil der Steuerschieber keine Nullstellungs-Verschiebung
aufweist, ist dafür noch ein gesondertes elektromagnetisch verstellbares Ventil
erforderlich. Eine solche Anordnung erfordert ebenfalls reichlich viel Aufwand und
ist für den Einbau in ein Flugzeug zu sch-vver. Außerdem läßt sich diese Art der
hydraulischen Steuerung nur für eine Stoßstangensteuerung vorsehen.With certain types of aircraft, especially with passenger aircraft,
For safety reasons, it is legally required that at least when trimming the elevator
there are two different actuators. The practical execution
this requirement is usually in the way that apart from the remote-controlled actuation
a mechanical one is also provided. A known embodiment for this looks
proposed to arrange an electric motor as close as possible to the trim tab, which has a
Reduction gear and an electric clutch in the linkage of the mechanical
Actuation engages. The electrical coupling establishes the connection between the two systems
the moment the pilot presses the electrical switch. on
in this way it is avoided that when actuated by hand via the mechanical
The linkage of the electric motor with its reduction gear can also be turned
must, which would be inappropriate because of the large frictional forces of the transmission. These
Type of combination of a manual with an electrically-assisted trim
has several disadvantages. The cost of individual parts is relatively large
This makes the investment difficult. Furthermore, the speed of response is in many
Cases insufficient. This has to do with the fact that after contact is made, the
rotating parts of the electric motor and gearbox as a result of the mass action
requires a certain amount of time. Another known design provides for an oar with
With the help of a hydraulic motor, the pistons of both via a control slide
Pages to be acted upon is to be actuated. Because the spool does not have a zero position shift
has a separate electromagnetically adjustable valve for this purpose
necessary. Such an arrangement also requires a great deal of effort and expense
is too sch-vver for installation in an aircraft. In addition, this type of
Provide hydraulic control only for a bumper control.
Die erfindungsgemäße Trimmeinrichtung ist speziell für den Einbau
in eine Drehwellensteuerungsanlage vorgesehen und verwendet ebenfalls einen Hydraulikmotor,
der von einem Hydraulikventil gesteuert wird. Die Einrichtung ist leicht anpassungsfähig
an die verschiedenen Verhältnisse und hat eine schnelle Ansprechgeschwindigkeit,
so daß praktisch keine Verzögerung zwischen Signalgabe und Ausführung erfolgt. Dies
wird dadurch erreicht, daß in dem Hydraulikmotor ein in bekannter Weise beidseitig
zu beaufschlagenderKolben angeordnet ist, der mit einer axial durchlaufenden Bohrung
versehen ist, in der in einem Gewinde eine Spindel der als Drehwellensteuerung ausgeführten
Steuerkette hindurchgeführt ist.The trimming device according to the invention is specially designed for installation
provided in a rotary shaft control system and also uses a hydraulic motor,
which is controlled by a hydraulic valve. The facility is easily adaptable
to the different conditions and has a fast response speed,
so that there is practically no delay between signaling and execution. this
is achieved in that in the hydraulic motor in a known manner on both sides
to be acted upon is arranged piston with an axially continuous bore
is provided, in which a spindle designed as a rotary shaft control in a thread
Timing chain is passed through.
Nach weiterer Ausbildung der Erfindung ist der Hydraulikkolben mit
der durch ihn hindurchgeführten Spindel des Drehwellenstrangs ständig im Eingriff
und das die beiden Teile verbindende Gewinde wechselseitig wirkend ausgeführt.According to a further embodiment of the invention, the hydraulic piston is with
the spindle of the rotary shaft assembly that is passed through it is constantly in engagement
and the thread connecting the two parts is designed to act reciprocally.
Der beidseitig zu beaufschlagende Hydraulikkolben stellt bei der Erfindung
die Verbindung zwischen der Hilfskraft und der manuellen Betätigung her. Da er mit
der Steuerkette ständig verbunden ist, entfällt die bei den bekannten Einrichtungen
notwendige und störanfällige Kupplung zwischen den beiden Betätigungsarten. Das
an und für sich bekannte Hydraulikventil kann auf einfache Weise mit einem Relais
elektrisch gesteuert werden. In der Mittelstellung verbindet es die beiden Zylinderhälften,
in der sich der Hydraulikkolben bewegt. Da sich bei der elektro-hydraulischen Fernbetätigung
stets der gesamte
Drehwellenstrang mitdreht, hat der Pilot an der
Stellung der Handkurbel für die manuelle Verstellung stets die Kontrolle über das
einwandfreie Arbeiten der hydraulischen Betätigung. Er kann an dem Handrad außerdem
die Klappenstellung ablesen, es erübrigt sich somit ein besonderes Anzeigegerät
für die Trimmklappenstellung.The hydraulic piston to be acted upon on both sides represents in the invention
the connection between the auxiliary worker and the manual operation. Since he with
the timing chain is constantly connected, is omitted in the known devices
necessary and failure-prone coupling between the two types of actuation. That
Hydraulic valve known per se can be easily operated with a relay
electrically controlled. In the middle position it connects the two cylinder halves,
in which the hydraulic piston moves. Since the electro-hydraulic remote control
always the whole
Rotates the rotating shaft assembly, the pilot has to
Position of the hand crank for manual adjustment always have control over the
perfect working of the hydraulic actuation. He can also use the handwheel
read off the flap position, so there is no need for a special display device
for the trim tab position.
Ausführungsbeispiele der Trimmeinrichtung sind in der Zeichnung dargestellt.
Es zeigt F i g. 1 das! Schema einer gesamten Trimmsteueranlage, F i
g. 2 und 3 Schnittdarstellungen der Trimmein-
richtungen mit
dem Hydraulikmotor und dem durchgeführten Drehwellenstrang.Embodiments of the trimming device are shown in the drawing. It shows F i g. 1 that! Scheme of an entire trim control system, FIG . 2 and 3 sectional representations of the trimming devices with the hydraulic motor and the rotating shaft run through.
Von einem Handtrimmrad 1 des Piloten führt eine Drehwelle 2
nach hinten an eine Gewindespindel 3,
an der die Drehbewegung in eine Längsbewegung
umgewandelt wird. über eine Stange 4 und einen Hebel 5 wird die eigentliche
Trinunklappe 6 bewegt. In dem Drehwellenstrang 2 ist eine Trimmeinrichtung
eingeschaltet. Sie besteht aus einem Hydraulikmotor 7 und einem Hydraulikventil
8, das an eine Druckleitung 9 und eine Rückführleitung 10 des
hy-
draulischen Bordnetzes angeschlossen ist.From a hand trim wheel 1 of the pilot, a rotary shaft 2 leads backwards to a threaded spindle 3, on which the rotary movement is converted into a longitudinal movement. The actual Trinun flap 6 is moved via a rod 4 and a lever 5. A trimming device is switched on in the rotary shaft train 2. It consists of a hydraulic motor 7 and a hydraulic valve 8, which is connected to a pressure line 9 and a return line 10 of the on- board hydraulic system.
In der F i g. 2 ist die Trimmeinricbtung im einzelnen dargestellt.
Der Hydraufikmotor besteht aus einem Gehäuse 11, das fest mit der Flugzeugzelle
verbunden ist, und einem Kolben 12, der sich je nach Beaufschlagung durch
Hydraulikdruck nach rechts oder links bewegen kann. Das Innere des Kolbens 12 ist
aufgebohrt und in der Mitte mit einem Gewinde versehen. Durch den hohlen Kolben
12 ist eine Spindel 13 des Drehwellenstrangs 2 geführt, die sich in dem Hydraulikkolben
12 drehen kann und gegen Längsbewegung in einem Lager 14 gehalten ist. Das Gewinde
ist wechselseitig wirkend ausgeführt, so daß der Hin- und Hergang des Kolbens 12
eine Drehbewegung der Spindel 13 bewirkt, während bei einer Drehung der Spindel
der Kolben 12 in Längsrichtung hin- und herbewegt wird. Ein Verdrehen des Kolbens
12 wird dadurch verhindert, daß ein Ende der Kolbenstange über eine Lenkerschere
15 mit dem festen Gehäuse 11 verbunden ist. In das Motorgehäuse
11 sind an den beiden Stimseiten zwei Hydraulikleitungen 16 und
17 eingeführt, die mit dem nur schematisch dargestellten Hydraulikventil
8 verbunden sind. Das Hydraulikventil 8 hat drei Stellungen, die beispielsweise
von dem Piloten durch Druckknopfbetätigung über ein Relais 18 eingeschaltet
werden. In der dargestellten Mittelstellung 19 kann das in dem Motor
11 befindliche Öl ungehindert von einer Zylinderseite in die andere
über die Leitungen 16 und 17 überfließen. Die Mittel- oder Nullstellung
19 ist bei Ruhelage der Trimmklappe 6 eingeschaltet und wenn der Pilot
die Trimmklappe mit dem Handrad 1 über das Drehwellengestänge 2 selber betätigen
will. Bei Einschaltung der linken Stellung 20 des Hydraulikventils 8 wird
die Leitung 16 aus der Druckleitung 9 des hydraulischen Bordnetzes
unter Druck gesetzt, und das Drucköl bewegt den Kolben 12 nach rechts. Dabei wird
das in der rechten Seite des Motors 11 befindliche Öl durch die Leitung
17 in die Rückführleitung 10 gedrückt. Bei Einschaltung der rechten
Stellung 21 des Hydraulikventils 8 wird die Leitung 17 unter Druck
gesetzt, und der Kolben 12 bewegt sich nach links. Bei jeder Hin- und Herbewegung
des Kolbens 12 wird die Drehwelle 13 in Umdrehung versetzt und führt die
Trimmklappe 6 einen entsprechenden Ausschlag aus.In FIG. 2 the Trimmeinricbtung is shown in detail. The hydraulic motor consists of a housing 11, which is firmly connected to the airframe, and a piston 12, which can move to the right or left depending on the application of hydraulic pressure. The interior of the piston 12 is drilled out and provided with a thread in the middle. A spindle 13 of the rotary shaft train 2 is guided through the hollow piston 12 and can rotate in the hydraulic piston 12 and is held in a bearing 14 against longitudinal movement. The thread is designed to act reciprocally, so that the reciprocation of the piston 12 causes a rotary movement of the spindle 13 , while the piston 12 is reciprocated in the longitudinal direction when the spindle is rotated. Rotation of the piston 12 is prevented by the fact that one end of the piston rod is connected to the fixed housing 11 via a shears 15 . Two hydraulic lines 16 and 17 , which are connected to the hydraulic valve 8 , which is only shown schematically, are introduced into the motor housing 11 on the two end faces. The hydraulic valve 8 has three positions which are switched on, for example, by the pilot by pressing a button via a relay 18 . In the illustrated middle position 19 , the oil in the engine 11 can flow unhindered from one cylinder side to the other via the lines 16 and 17 . The middle or zero position 19 is switched on when the trim tab 6 is in the rest position and when the pilot wants to operate the trim tab himself with the handwheel 1 via the rotating shaft linkage 2. When the left position 20 of the hydraulic valve 8 is switched on, the line 16 from the pressure line 9 of the on-board hydraulic system is pressurized and the pressure oil moves the piston 12 to the right. The oil located in the right-hand side of the engine 11 is thereby forced through the line 17 into the return line 10. When the right position 21 of the hydraulic valve 8 is switched on, the line 17 is pressurized and the piston 12 moves to the left. With each back and forth movement of the piston 12, the rotary shaft 13 is set in rotation and the trim tab 6 executes a corresponding deflection.
In der F i g. 3 ist eine Abwandlung des in der F i
g. 2 gezeigten Hydraulikmotors dargestellt. Der Kolben 12 ist in seiner Funktion
aufgeteilt in den eigentlichen Hydraulikkolben 12a und der Gewindemutter
12b. Die Führung des Kolbens 12 erfolgt hierbei durch an der Gewindemutter
12b angebrachte Zapfen 22, die in Schlitzen 23 des Gehäuses
11 geführt sind. Die Funktion des nur angedeuteten Hydraulikventils
8 ist die gleiche, wie sie bereits bei der F i g. 2 beschrieben wurde.In FIG. 3 is a modification of the one shown in FIG. 2 shown hydraulic motor. The function of the piston 12 is divided into the actual hydraulic piston 12a and the threaded nut 12b. The piston 12 is guided by pins 22 attached to the threaded nut 12b , which are guided in slots 23 of the housing 11. The function of the hydraulic valve 8 , which is only indicated, is the same as that already in FIG. 2 has been described.
Ein sehr leichtgängiges Gewinde für die Spindel 13
ergibt sich
durch die Verwendung eines Kugelspindelgetriebes, bei dem in den Gewindegängen Kugeln
aneinandergereiht sind, die bei einer Drehung des Gewindes einen leichtgängigen
Lauf gewährleisten und die Reibung stark herabsetzen.A very smooth thread for the spindle 13 results from the use of a ball screw drive in which balls are strung together in the threads, which ensure smooth running when the thread is rotated and greatly reduce friction.