DE1650626A1 - Stellmotor,insbesondere zum Verstellen der Tragfluegel eines Flugzeuges veraenderlicher Geometrie - Google Patents

Stellmotor,insbesondere zum Verstellen der Tragfluegel eines Flugzeuges veraenderlicher Geometrie

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DE1650626A1 DE1967A0057739 DEA0057739A DE1650626A1 DE 1650626 A1 DE1650626 A1 DE 1650626A1 DE 1967A0057739 DE1967A0057739 DE 1967A0057739 DE A0057739 A DEA0057739 A DE A0057739A DE 1650626 A1 DE1650626 A1 DE 1650626A1
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Description

^ Patentanwälte Dr. Ing. H. Negendank DIpI; Ing, H. Hauck Dipl. Phys, W. Schmitz 8 München 15, Mozartrfr. 25 Tel, 5 380586
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Bei einer vorteilhaften Aus führung« form der Erfindung werden die beiden Muttern iron einem einzigen Bauteil getragen, das die Spindeln umgibt und drehbar um die gemeinsame Achse der Spindeln angeordnet ist, und zwar in einem starren Gehäuse, in/aieses Bauteil von dem Antriebaelement angetrieben wird. Vorzugsweise besitzt die eine Spindel eine Längsbohrung, in der die andere Spindel aufgenommen wird.
Das starre Gehäuse trägt Führungen, die eine durch die Muttern bewirkte Translationebewegung der Spindeln zulassen, aber eine Drehbewegung der Spindeln verhindern.
Im speziellen Fall eines Flugzeugs veränderlicher Oecaetrle» für den die Erfindung insbesondere gedataht ist, kann der Stellmotor am Rumpf derart befestigt sein, dag die gemeinsame Achse der Spindeli auf der Längs-Symmetrieebene des Flugzeuge senkrecht steht, so daß diese Ebene Hauptsyiaoetrieebene bleibt.
. Die Enden der beiden Spindeln sind z.B. durch Qelenkstan-* gen an den Tragflügeln angelenkt. Das Bauteil Bit den beiden Muttern wird dansi von zwei Motoren In !drehung versetzt, die normalerweise derart parallel zueinander arbeiten, dal die Betätigung des Stellaotörs auch in Fall des Versehene «ine« Motoren sichergestellt bleibt.
Die beiden Motoren sind vorzugsweise Hyöraullkmotoren.
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Anhand der Zeichnungen wird nun ein Auaführungebeispiel der Erfindung näher erläutert.Es- zeigen?
Fig. 1 einen Axialschnitt durch einen erfindungsgemäßen Stellmotor,
Fig. 2 eine Draufsicht auf ein Flugzeug veränderlicher Geometrie, das mit einem erfindungsgemäSen Stellmotor ausgerüstet 1st. gj
Der in Fig. 1 dargestellte Stellmotor besitzt ein im wesentlichen zylindrisches starres Gehäuse 1,in dem ein zylindrisches Bauteil 2 um die Achse A-A drehbar angeordnet ist. Das zylindrische Bauteil wird in radialer Richtung durch Rollen 5 und in exlaler Riohtung durch Rollen 4 zentriert. Das Bauteil 2 ist an Jedem seiner Enden als Mutter 5, 6 ausgebildet, die mit einer Spindel 7 bzw. 8 zusammenwirkt (die Gewinde der Spindeln und der Muttern sind in der Zeichnung nicht dargestellt). Die Achsen der beiden Spindeln fallen mit der Achse A-A der Vorrich- I tung zusammen. Die Spindel 8 besitzt eine zylindrische Bohrung
,- in mit geglätteter Wand,/der die Spindel 7 Dreh- und Axialbewegungen ausführen kann.
Auf Jeder Seite des Gehäuses 1 befindet sich ein zylindrischer Ansatz 9, 10, dessen Innenwand mit Längenuten versehen ist,
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die nit entsprechenden Nuten, die auf Flanschen 11« 12 der Spindeln 7, 8 vorgesehen sind« zueaeeenwirken. Diese Nuten ' erlauben eine Translatlonßbewegung der beiden Spindeln längs der Achse A-A, verhindern aber eine Drehbewegung der Spindel!.
Die Drehrichtung der Gewinde der Mutter 5 und der Spindel 7 ist umgekehrt wie bei dem Gewinde der Mutter 6 und der Spindel 8, so daß bei einer Drehbewegung des Bauteils 2 um die Achse A-A die Spindeln sich voneinander weg oder aufeinander zu bewegen, je nachdem, in welcher Richtung sich das Bauteil 2 dreht. Die OewindegSnge sind jedoch bei beiden Spindeln gleich, so daß die Translationsbewegung der Spindeln symmetrisch zur Ebene X-X er-' folgt, die die Hauptsymmetrieebens der Anlage ist.
Die Spindeln enden VerbfHS8*0^?1*?", mit denen sie an Oelenfcstangen 15, 16 befestigt werden. Die Enden 17» 18 der Oelenfcstangen 15,16 Bind mit den zu verstellen- verbunden, die somit vom Stellmotor symmetrisch zur Achse X-X bewegt werden.
Anschläge 8a begrenzen die Aus- und Einziehfcevegung des Stellmotors. Wie dargestellt, können diese Anschläge nur auf eine der Spindeln wirken, in-dem sie z.B. »it dem Plansch 12 dieser Spindel zusammenwirken.
Das Bauteil 2 trägt einen Verzahnungsabs α hnitt 19, der mit einem von einem Motor angetriebenen Zahnrad in Eingriff steht, wie noch.genauer erläutert wird.
Bei dem in den Zeichnungen dargestellten AuafUhrungsbeispiel dient der Stellmotor dazu, die üragflügel eines Klugseugs veränderlicher Geometrie syrmet^^
In äißseiQ PaXl ist die Ebene X-X di® Längs-Syaunetrieebene des Plugseugs. Das Gehäuse des Stellmotors ist durch Klauen la am Rumpf b des Flugzeugs befestigt* 0ie Achse A--Ä steht auf der Längsebene des Flugaeugs senkrecht* und die SelenfcstangeniS, 16 sind auf den Tragflügeln a gelenkig eftgebracht, die um dia Funkte 21 a 22 euf dem - Huaspf des Flugseug^ (Fig. S). -sswischen am? in ausgeaogenen Linien .darges.töfllt®» Stellung- und der in gestrichelten Xiiniori dargestellten Stellung schwenken können.
Bei dieser Änwenätaig besitzt der besotoiebene. Stellmotor SQhi&amm Vortailö» ?or älleai ©rmöglicht er es>. die Abweichung in dar Lag© ä®T Tragfliigel ^slatii? su©ina&der auf ein horabsuBefcseas da" dia beiden Spindeln" "des Stellmotors büT lait den l^'agHilgeln und »Hit -desi ¥ers©hni»igsabsehsiitt 19 verbunden sind* - -
Außerdem sind bei normalem Betrieb die aiaf die Tragflügel aiisgeiifebea Ss'äffc© &ywm<str&SGfc9 und das SehSuse des Stellmo« ist na? gelingen ICräften ausgesetst xmu Überträgt somit die IClauon la auf den RiMpf efoeafalla nwe -geringe-KrISfte.
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Im Fall, daß die auf die Tragflügel ausgeübten Kräfte asyanetrisch werden« überträgt der Stellmotor auf den Rumpf nur die Differenzkräfte.
Außerdem wird es durch die konzentrische Anordnung der beiden Spindeln des Stellmotors möglich» den Abstand zwischen den Vez'oinctungso rgane
beiden / 13,14, die sich an den Enden der Spindeln befinden, auf ein: Minimum herabzusetzen. Man kann dann jeden Tragflügel mit dem entsprechenden Gelenk durch eine sehr lange Gelenkstange verbinden, wodurch' die auf die Spindeln und den Stellmotor ausgeübten Radialkomponenten, die von der unterschiedlichen Neigung der Gelenkstangen bei maximaler Flügelpfeilung herrühren, verringert werden.
Aus Sicherheitsgründen ist es zweckmäßig, zwei gleiche Motoren vorzusehen, die parallel zueinander den Stellmotor betätigen.? Der Verzahnungsabschnitt 19 des Bauteils 2 1st somit zweiteilig ausgeführt (wie in Fig. 1 dargestellt), um alt zwei Zahnrädern 23,24 zu kämmen, die von Motoren 25,26 über Untersetzungsgetriebe 27,28 angetrieben werden.
Die Untersetzungsgetriebe sind jeweils dreistufige Umlaufgetriebe. Die erste Stufe trägt ein mittleres Zahnrad 29, das mit der Antriebswelle 30 fest verbunden ist, Planetenräder 31 und den Auflenkranz 32. Die zweite Stufe beeesteht aus dem
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mittleren Zahnrad 33, das mit dem Träger der Planetenräder 31 der ersten Stufe fest verbunden ist, den Planetenrädern 34 und dem starren Kranz 35· Die dritte Stufe besteht aus dem mittleren Zahnrad 36, das mit dem Träger der Planetenräder 34 der zweiten Stufe fest verbunden ist, den Planetenrädern 37 und dem starren Kranz .38.'Der Träger 40 der Planetenräder 37 trägt ein Abtriebszahnrad 41, das mit dem Zahnrad 24 bzw. 23 kämmt, das mit dem Verzahnungsabschnitt 19 des zylindrischen Bauteils M 2 in Eingriff steht.
Der Kranz 32 der ersten Stufe ist im Gehäuse des Untersetzungegetriebes drehbar angeordnet. Er wird normalerweise von einer Kupplung 42 abgebremst, die aus einer oder mehreren Reibscheiben besteht, die gegen den Kranz 32 angepreßt werden. Die Kupplungskraft kann z.B. durch den auf einen Kolben 43 ausgeübten Öldruck annulliert werden* In diesem Fall wird der Kranz 32 frei drehbar, so daß der entsprechende Motor im Fall eines Versagens öder eines Blockierens abkuppelbar ist und die Betäti- I gung des Stellmotors vom anderen Motor Übernommen wird, ohne daß der beschädigte oder blockierte Motor mitgenommen wird.
Vorzugsweise sind die Motoren 25,26 hydraulische Kolbenmotoren. Jeder von ihnen ist mit einem getrennten Hydraulikkreis verbunden, der aus einer Druckleitung 44 bzw. 45, die von einer nioht dargestellten Druckquelle kommt, einer RUckführleltung 46 bzw.
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und einem Ventil 48 bzw..49 besteht. Die Ventilkörper der Ventile 48 lind 49 sind durch Gelenkstangen am gleichen Hebel 50 angelenkt, der um einen festen Punkt 51 schwenkbar angeordnet und seinerseits bei 52 mit einer nicht dargestellten übersetzung verbunden ist, die zu einem in der Pilotenkanzel angeordneten Betätigungsorgan
Jeder Motor 25, 26 steht mit seinem Ventil über zwei ZufUhrleitungen 25a, 25b bzw. 26a, 26b in Verbindung, wobei die beiden Zuführleitungen eines Motors Jeweils einer anderen Drehrichtung entsprechen. Die Entlüftung jedes Motors ist bei 25o bzw. 26c an die RUckführleitung 46 bzw. 47 angeschlossen, die außerdem mit den Endkammern des Ventils und mit einem Därapfungszylinder 49a in Verbindung steht. Der D&npfungszylinder 49a verhindert eine plötzliche Funktionstaqlcehr, wae für die Mechanik der einzelnen Bauteile schädlich wäre. Die Zufuhr!eitungeri 25a und 26a entsprechen einer bestimmten Drehrichfcung der beiden Motoren und somit des Bauteils 2 des Stellmotors, Die Zuführloitungen 25b und 26b entsprechen der entgegengesetzten Drehrichtung. Somit bewirkt das Schwenken des Hebels 50 in der einen Richtung eine Drehbewegung der beiden Motoren und des Bauteils 2 des Stellmotors in einer entsprechenden Richtung, während ein Schwenken de« Hebel« 50 in der entgegengesetzten Richtung eine Drehbewegung des Bauteil* 2..des Stellmotor« ebenfalls in der entgegengesetzten Richtung zur Folge hat.
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Zu der Verbindung der Ventilkörper mit dem Hebel 50 gehört eine Ri'.ckkopplungssteuerung. Die mit den beiden Ventilkörpern verbundenen Oelenkstangen 53, 54 sind bei 55 in der- Mitte einea Eebels 56 angelenkt, der mit seinem einen Ende durch die Oelenkstange 57 am Hebel 50 und mit seinem anderen Ende bei 58 an einem Winkelhebel 59 angelenkt ist, der auf einem starren Träger 60 schwenkbar angeordnet ist. Die Schwenkachse des Winkolhebels 59 auf dem Träger 60 fällt geometrisch mit der Schwenk- m achse 55 der oelenkstangen 53 und 54 auf den Hebel 56 zusammen, wenn sich rlie Steuerung in ihrer neutralen Lage befindet (Fig.i). Die Lage de« Winkelhebels 59 bezüglich dem stsrren Träger 60 wird durch tie Drehbewegung den Bauteils 2 des Stellmotors über ein schematisch dargestelltes Untersetzungsgetriebe 63 bestimmt. Das Untersefeaungsgetriebe 63 wird bei 63a von einem der Zahnräder 23, 24 angetrieben. Das Untersetzungsgetriebe endet in einem Verzahnungsabschnitt -64, der um eine starre Achse 65 schwenkbar ist und mit einem Hebel 66 fest verbunden ist. Der Hebel 66 ist durch die Gelenkstange 67 an Winkelhebel 59 derart angelenkte-dafl eine Schwenkbewegung des Verzahnungsabschnitte 64 ua seine Achse 65 eine Schwenkbewegung des Winkelhebelc 59 auf dea «ttrren TrMger 60 bewirkt. . ·
Wenn der Pilot über sein Betätigungeorgan die Hebel 50 und 56 verstellt hat, um die Ventilkörper der Ventil 48 und 49 in einer bestimmten Richtung zu verschieben und das Bauteil 2
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des Stellmotors in cter entsprechenden Bichtung zu drehen, fällt die Schwenkachse 55 des Hebels 56 auf den Gelenkstangen £5, mit der Schwenkachse des Winkelhebels 59 auf dem Träger 60 nicht mehr zusammen. Aber das Untersetzungsgetriebe 62, das zur gleichen Zeit wie das Bauteil 2 des Stellmotors angetrieben wird, kann den Verzahnungsabsohnitt 64 und sraflit den Winkelhebel 59 in einer solchen Richtung schwenken, daß die Schwenkachse 55 und ebenso die Ventilkörper der Ventile in ihre neutrale Lage zurückkehren. Die Drehbewegung der Motoren und des Bauteils 2 des -Stellmotors wird dann in der Stellung des Stellmotors unterbrochen* die der voss Piloten ausgeübter . entspricht.
In federn Untersetzungsgetriebe wird der Kolben 43, der die Kupplung 42 betätigt, mit dem Druck, der über die Leitung 44 bzw. 45 von der Druekquelle kommt beaufschlsgt. Somit wird im Fall eines hydraulischen Versagen« eines der Hydraulikkreise der entsprechende Hydraulikmotor ausgekuppelt, so daß Leistungaverluste aufgrund der Mitnahme dieses Motors durch den anderen Motor sowie eine unnütze Erhitzung der Hydraulikflüssigkeit und des Motors vermieden werden.
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Ebenso kann/m Fall des Blockierens eine* der Motoren durch . eine zusätzliche Steuerung, die den auf den Kolben 4> dies4:3 Motors ausgeübten Öldruck annulliert, den blockierten Motor auskuppeln und den Tragflügel nur noch durch den anderen i(
tor verstellen.
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Claims (1)

  1. Patentansprüche
    1, Rasch betätigbarer mechanischer Stellmotor, insbesondere aura Verstellen beweglicher Elemente, der«·*! Bewegungen symmetrisch zueinander erfolgen mü3sont gekennzeichnet durch zwei koaxial angeordnete, jeweils mit einer1 Mutter zusammenwirkende Spindeln .(7*8)»." eie entgegengesetzt gerichtet sind und mit einem Ant;:-iebsaleB!ent (HJ3SiK) in Verbindung stehen, von dem sie gleichseitig derart· betätigt werden, dafl eine über die dewind« der Spindeln übertragene Preh-
    " just»
    bewegung des Arrcriebs.elemen.ts eine g^-si r&iige translations·· bev;egung c.qt Spindeln bewirkt» wodurch der Stellmotor ont«- sprechend der Tjrehricbtmig des Anti'ilobselements eine Ausoder Einziehbewegung ausführt.
    2. Stellmotor nach Anspruch 1, dadurch gekenriKeichnet, daß die beiden buttern ^5^6? von einem einHlgen" Bauteil (2) getragen werden, das die Spindeln (7-8) umgibt und um die gemeinsame A«hse der Spindeln drehbar in einem starren Gehäuse (l) angeordnet ist, in dem es von dem Antriebs element angetrieben wird.
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    3· Stellmotor nach Anspruch 1 odor 2, dadurch gekennzeichnet,
    in
    daö eine der Spindeln (8) eine Bohrung aufweist,/der die andere Spindel (7) bewegbar angeordnet ist.
    h. Stellmotor nach Anspruch 2 oder 3» dadurch gekennzeichnet, daß das starre Oeha'use (1) Führungen (9,10) trägt, die ein durch die Muttern bewirkte Translationsbewegung der Spindeln zulassen, aber eine Drehbewegung der Spindeln verhindern.
    5· Stellmotor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Enden der Spindeln Verbindungsorgane (I3#l4) tragen, mit denen sie an den Versteilelementen befestigt werden können.
    6. Vorrichtung zum Verstellen der Tragflügel eines Flugzeuge veränderlicher Geometrie aait einen Stellmotor nach einen der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dafl das starre OehKuae (l) des Stellmotors «α Rumpf des Flugzeugs derart befestigt ist, dafl die gemeinsame Achse der Spindeln (7,8) und des Oehäusea senkrecht zur LÄnge-Symmetrieebene des Flugzeugs verlttuft und die Enden der Spindeln (13,14) ebenfalls symmetrisch zu dieser Ebene angeordnet sind.
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    7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Muttern (%6) des Stellmotors durch swel parallel arbeitende Motoren (25,26) antreibbar sind,
    8. Vorrichtung nach Anspruch ?, dadurch gökennzeiehnet, dall das mit den beiden Muttern (3,6) versehene Bauteil! 4%) "ölnen zweiteiligen VerzahnurigaabBchnitt (19) aufweist-, der mit zwei Zahnrädern (23,24) in Eingriff steht, die durch die- beiden parallel arbeitenden Motoren (2.5,26) antreibbar ßind»
    9» Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Motoren (25,26) hydraullache Kolbonmotoren sind»
    10. Vorrichtung nach Anspruch 9» dadurch' gekennzeichnet, daß Jeder Motor durch einen eigenen Hydraulikkreis gesteuert und versorgt wird.
    11. Vorrichtung nach einem der Anaprttohe 7 - 10, dadurch gekennzeichnet, das Jedem Motor eine Kupplung (42) zugeordnet 1st, mit der der betreffende Motor bei einem Versagen von dem Kraftübertragungssystem abgekuppelt werden kann.
    3 -
    12. Vorrichtung naoh Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß jede Kupplung (42) durch den Öldruck des Hydraulikkroises zugahurlgon Motors· betät|£ar 1st.
    15, Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß zwlochen dem Stellmotor und der Betätigung der hydraulischen Ventile (40,49), die die Druckvereorgtmg dar Motore Ebauern, eine Lage-RUekkopplungseteuerursg vorgesehen ist»
    809881/01·« -. «an0R(G(NAL
    -AS -
    Leerseife
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DE1650626B2 DE1650626B2 (de) 1980-01-03
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