DE1531384C3

DE1531384C3 - Gelenkverbindung zwischen dem Rumpf und den Tragflügeln eines Flugzeuges

Info

Publication number: DE1531384C3
Application number: DE1967A0057767
Authority: DE
Inventors: Henri Paris Deplante
Original assignee: Avions Marcel Dassault Breguet Aviation SA
Current assignee: Dassault Aviation SA
Priority date: 1967-05-23
Filing date: 1967-12-21
Publication date: 1981-05-07
Also published as: DE1531384B2; FR1531596A; GB1209189A; DE1531384A1

Description

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Die Erfindung betrifft eine Gelenkverbindung zwischen dem Rumpf und jeweils einem der um Hochachsen schwenkbaren Tragflügel eines Flugzeugs "55 mit einem ersten rumpfseitigen und einem zweiten tragflügelseitigen Gelenkteil, die mittels zweier mit axialem Abstand zueinander angeordneter Radiallager relativ zueinander drehbar sind und die jeweils zwei mit Abstand zueinander angeordnete Flansche aufweisen, von denen die beiden Flansche des ersten Gelenkteils zwischen den beiden Flanschen des zweiten Gelenkteiles angeordnet sind, wobei jedes der Radiallager ein inneres, aus einem Innen- und einem Zwischenring gebildetes Innenlager sowie ein äußeres, koaxial mit dem inneren angeordnetes, aus dem Zwischenring und einem Gegenring gebildetes Außenlager aufweist und die Gegenringe der Radiallager an den beiden Flanschen des ersten Gelenkteiles gebildet sind und wobei ferner zwischen den einander zugewandten Stirnflächen der Flansche der beiden Gelenkteile jweils ein Axiallager vorgesehen ist.

Bei einer vorbekannten Gelenkverbindung dieser Art (US-PS 32 79 721) sind die Flansche des ersten Gelenkteiles gabelförmig geteilt, so daß jeder der Flansche des zweiten Gelenkteiles von zwei Flanschteilen des ersten Gelenkteiles umgriffen wird. Die inneren Lagerflächen der beiden Radiallager sind an zwei Ringen gebildet, die zwischen den Flanschteilen des ersten Gelenkteiles eingesetzt sind. Aus Fertigungs- und Montagegründen sind die Flanschteile des ersten Gelenkteiles nicht einstückig ausgebildet, vielmehr sind in diese Flanschteile gesonderte ringförmige Platten eingesetzt, die durch besondere Befestigungsmittel mit dem übrigen Teil der Flansche des ersten Gelenkteiles sowie mit den zwischen den Flanschteilen eingesetzten Ringen verbunden werden müssen. Diese Ausbildung der Gelenkverbindung ist konstruktiv kompliziert und erfordert einen beträchtlichen fertigungs- und montagetechnischen Aufwand. Ferner ist es schwierig, die inneren Lagerflächen der Radiallager in axiale Richtung zueinander auszurichten, da sie an zwei getrennten Lagerringen gebildet sind und diese Lagerringe nur unter Zwischenschaltung weiterer Einzelteile mit den Flanschen des ersten Gelenkteiles verbunden sind. Schließlich ist die Steifigkeit des ersten Gelenkteiles nicht sehr groß, da die beiden Flansche des ersten Gelenkteiles an ihren freien Enden nicht miteinander verbunden werden können.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Gelenkverbindung der eingangs angegebenen Art konstruktiv zu vereinfachen.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist eine Gelenkverbindung mit den eingangs angegebenen Merkmalen erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß der beiden Radiallagern zugeordnete Innenring am Umfang eines sich durch die Flansche erstreckenden Lagerzapfen abgestützt ist, der aus zwei in axialer Richtung ineinanderschiebbaren Zapfenteilen gebildet ist, wobei die beiden Zapfenteile jeweils an ihrem axial äußeren Ende mit einer ringförmig ausgebildeten Schulter versehen sind und durch Befestigungsmittel so gegeneinander verspannbar sind, daß die Schultern der Zapfenteile jeweils gegen eine entsprechende Schulter an den Flanschen des zweiten Gelenkteils angedrückt werden.

Aufgrund dieser Ausbildung der Gelenkverbindung ist es nicht erforderlich, die beiden Flansche des zweiten Gelenkteiles gabelförmig zu teilen; die Anzahl der erforderlichen Einzelteile kann hierdurch verringert werden. Dies führt zu einer konstruktiven Vereinfachung der Gelenkverbindung. Da die inneren Lagerflächen der beiden Innenlager an einem gemeinsamen Bauteil, nämlich dem beiden Radiallagern zugeordneten Innenring, gebildet sind, ist es verhältnismäßig einfach, die inneren Lagerflächen der beiden Innenlager in axialer Richtung zueinander auszurichten. Schließlich ist es bei der erfindungsgemäß ausgebildeten Gelenkverbindung möglich, die freien Enden der Flansche des ersten Gelenkteiles durch eine Versteifungswand miteinander zu verbinden, wodurch die Steifigkeit der gesamten Gelenkverbindung erhöht werden kann.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Anhand der Zeichnungen wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine Draufsicht auf ein Flugzeug mit erfindungsgemäßen Gelenkverbindungen,

F i g. 2 eine Draufsicht auf eine der Gelenkverbindungen,

Fig.3 einen Querschnitt längs der Linie IH-III der Fig. 2.

F i g. 1 zeigt ein Flugzeug, dessen Tragflügel a bezüglich des Rumpfes um Hochachsen schwenkbar angeordnet sind, und zwar mittels Gelenkverbindungen b, die im folgenden genauer beschrieben werden.

Die Oberfläche des Rumpfes geht auf beiden Seiten in ein profiliertes Rumpfteil c über, in dessen Inneres sich die Vorderkante a\ des zugehörigen Tragflügels hineinbewegen kann und das für die aerodynamische Kontinuität der Tragflächen bei den verschiedenen Flügelstellungen (einschließlich der in ausgezogenen und gestrichelten Linien dargestellten Stellungen) sorgt.

Wie man in den F i g. 2 und 3 sieht, besitzt jede Gelenkverbindung ein am Rumpf befestigtes erstes Gelenkteil 1 und ein am Tragflügel befestigtes zweites Gelenkteil 2. Diese verhältnismäßig großen Gelenkteile sind hohl und durch Trennwände 3,4 entsprechend den zu übertragenden Kräften versteift. An der Stelle der Verbindung weisen die Gelenkteile jeweils zwei Flansche la, 2a auf, die auf den einander zugewandten Seiten eben sind.

Die Flansche la des ersten Gelenkteiles 1 sind zwischen den Flanschen 2a des zweiten Gelenkteil 2 angeordnet.

Jedes der Gelenkteile ist mit einer kreisförmigen öffnung 16 bzw. 2b versehen, durch die ein hohler Lagerzapfen 5 verläuft. Zum Zweck des Einbaus besteht der Lagerzapfen 5 aus zwei Zapfenteilen 5a, von denen der eine 5a sich quer durch die Gelenkverbindung erstreckt, während der andere Zapfenteil 5b einen Flanschdeckel bildet, der in den Zapfenteil 5a eingepaßt ist und mittels über den Umfang verteilter Schraubenbolzen 6 an ihm befestigt ist. Jeder der beiden Zapfenteile besitzt eine ringförmige Schulter 5c, die am entsprechenden Flansch 2a des zweiten Gelenkteils 2 anliegt. Ein Innenring 7 umgibt den Lagerzapfen 5 zwischen den Flanschen 2a des Gelenkteils 2, um die Kräfte zwischen den Flanschen 2a des Gelenkteils 2 zu übertragen, das an seinem Ende nicht verschlossen werden kann, wie das am Ende des Gelenkteils 1 (vgl. Trennwand 3 auf der rechten Seite der F i g. 3) der Fall ist. Die Länge des Innenrings 7 ist so bemessen, daß sich die Flansche 2a an den Enden des Innenrings 7 anlegen, wenn das Zapfenteil 5b angeschraubt ist, wobei zwischen den ebenen Flächen der Flansche la und 2a ein Spiel vorhanden ist.

An jedem Ende des Innenrings 7 befindet sich je ein Zwischenring 9, dessen Innenfläche zylindrisch und dessen Außenfläche sphärisch ausgebildet ist.

Die sphärisch ausgebildete Außenfläche jedes Zwischenrings 9 wirkt mit einer sphärischen Fläche umgekehrter Krümmung zusammen, die sich an dem zugehörigen Flansch la befindet und die zur Erleichterung des Einbaus nicht unmittelbar an dem Flansch, sondern an einem Gegenring 10 vorgesehen ist. Jeder der Gegenringe 10, der in den zugehörigen Flansch la eingepaßt ist, wird durch Ringscheiben 12 gehalten. Die Ringscheiben 12 bestehen aus Halbringen, die durch Schrauben 13 miteinander verbunden sind.

Somit sind zwischen dem Gelenkteil 1 des Rumpfes und dem Gelenkteil 2 des Tragflügels zwei Radiallager vorgesehen, deren theoretische Achse mit der Achse A-A zusammenfällt. Jedes der Radiallager besteht aus je einem Außenlager und einem Innenlager, von denen die Innenlager durch die koaxialen zylindrischen Lagerflächen der Zwischenringe 9 und die zugehörigen Lagerflächen des Innenrings 7 gebildet werden. Die Außenlager werden von den sphärischen Lagerflächen der Zwischenringe 9 und den zugehörigen Lagerflächen der Gegenringe 10 gebildet, die mit den Flanschen la des Gelenkteils 1 verbunden sind. Jedes der Radiallager kann, unabhängig voneinander, die relative Drehung des

ίο Gelenkteils 2 bezüglich des Gelenkteils 1 um die Achse A-A übernehmen. Das Spiel 11 zwischen den Zwischenringen 9 und den Gegenringen 10 ist verhältnismäßig gering (in der Größenordnung von einigen Mikron), wobei die konvexen und konkaven sphärischen Lagerflächen vorzugsweise aufeinander eingeschliffen sind. Im Spiel 11 befindet sich eine dünne Schicht aus festem Schmierstoff geringer Reibung, wie z. B.

Polytetrafluorethylen.

Die Drehung des Gelenkteils 2 bezüglich des Gelenkteils 1 erfolgt normalerweise über den Innenring 7 und die zylindrischen Lagerflächen der Zwischenringe 9, da das entsprechende Spiel 14 größer als das Spiel 11 zwischen den Zwischenringen 9 und den Gegenringen 10 ist. Das Spiel 14 liegt in der Größenordnung von einigen Hundertstel mm und ist mit einem Gewebe auf der Basis von Polytetrafluoräthylen oder eines anderen festen Schmierstoffs ausgestattet.

Bei dieser normalen Drehung der Bauteile 2$ und 7 um die Bauteile 1,9 und 10 gleitet der Innenring 7 auf den zylindrischen Lagerflächen der Zwischenringe 9.

Für den Fall, daß das Gelenk bei 14 blockiert, . ermöglichen die Zwischenringe 9 und die Gegenringe 10 die Drehbewegung.
Außerdem bilden die Zwischenringe 9 mit den Gegenringen 10 zwei Lager, in denen die Zwischenringe 9 eine gewisse Schwingungsfreiheit haben. Dadurch können die zylindrischen Lagerflächen der Zwischenringe 9 beim Einbau genau ausgerichtet werden, wobei diese Ausrichtung trotz irgendwelcher elastischer Verformungen, die im Flug auftreten können, beibehalten wird.

Eine Schicht aus korrosionsfreiem Material ist vorzugsweise zwischen dem Gelenkteil 5a und dem Innenring 7 bei 14a vorgesehen.

Um die vom Tragflügel auf den Rumpf ausgeübten Scherkräfte sowohl im Normalflug wie auch im Rückflug aufnehmen zu können, trägt das Gelenkteil 1 des Rumpfs oben und unten ein Axiallager 15, das vorzugsweise mit einer Gewebeschicht aus Polytetrafluoräthylen versehen ist. Dieses ringförmig ausgebildete Axiallager 15 erstreckt sich nur über einen Umfangsbereich, der der maximalen Flügelverstellung entspricht.
Wie man in F i g. 2 sieht, geht das Gelenkteil 1 in zwei

55* Arme über, von denen der eine 16 auf der Längs-Symmetrieebene des Flugszeugs senkrecht steht; die Spur der Längs-Symmetrieebene in der Zeichnung ist parallel zu B-B. Der Arm 16 kann am Arm der anderen Gelenkverbindung angrenzen, wodurch ein fester Querholm zwischen den Gelenkverbindungen gebildet ist. Der andere Arm 17 des Gelenkteils 1 schließt sich mit immer geringer werdendem Querschnitt am Längsgerippe des Rumpfes an. Die Gelenkverbindungen sind somit mit dem Rumpf sehr fest verbunden.

Zum Schwenken der Tragflügel kann eine beliebige Betätigungsvorrichtung verwendet werden. Zum Zweck der Erläuterung ist in der Zeichnung der spezielle Fall dargestellt, daß das Gelenkteil 2 des Tragflügels bei 18

15dl J84

an einer Gelenkstange angelenkt ist, deren Wirkungslinie durch die Linie 19 angedeutet ist. Der nicht dargestellte Stellmotor, zu dem diese Gelenkstange führt, kann an dem durch die Arme 16 der beiden Rumpf-Gelenkteile gebildeten Querholm befestigt sein.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Gelenkverbindung zwischen dem Rumpf und jeweils einem der um Hochachsen schwenkbaren Tragflügel eines Flugzeugs mit einem ersten rumpfseitigen und einem zweiten tragflügelseitigen Gelenkteil, die mittels zweier mit axialem Abstand zueinander angeordneter Radiallager relativ zueinander drehbar sind und die jeweils zwei mit Abstand JO zueinander angeordnete Flansche aufweisen, von denen die beiden Flansche des ersten Gelenkteils zwischen den beiden Flanschen des zweiten Gelenkteiles angeordnet sind, wobei jedes der Radiallager ein inneres, aus einem Innen- und einem '5 Zwischenring gebildetes Innenlager sowie ein äußeres, koaxial mit dem inneren angeordnetes, aus dem Zwischenring und einem Gegenring gebildetes Außenlager aufweist und die Gegenringe der Radiallager an den beiden Flanschen des ersten Gelenkteiles gebildet sind und wobei ferner zwischen den einander zugewandten Stirnflächen der Flansche der beiden Gelenkteile jeweils ein Axiallager vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der beiden Radiallagern zugeordnete Innenring (7) am Umfang eines sich durch die Flansche (la, 2a) erstreckenden Lagerzapfens (5) abgestützt ist, der aus zwei in axialer Richtung ineinanderschiebbaren Zapfenteilen (5a, 5b) gebildet ist, wobei die beiden Zapfenteile jeweils an ihrem axial äußeren Ende mit einer ringförmig ausgebildet ten Schulter (5c) versehen sind und durch · Befestigungsmittel (Schraubenbolzen 6) so gegeneinander verspannbar sind, daß die Schultern der Zapfenteile jeweils gegen eine entsprechende Schulter an den Flanschen (2a) des zweiten Gelenkteils (2) angedrückt werden.

2. Gelenkverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Innenring (7) und dem Lagerzapfen (5) eine Schicht aus korrosionsfreiem Material angeordnet ist.

3. Gelenkverbindung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge des Innenrings (7) so bemessen ist, daß die Flansche (2a) des zweiten Gelenkteils (2) durch Anziehen der Befestigungsmittel (Schrauben 6) in Anlage an die Stirnflächen des Innenrings (7) bringbar sind.