DE2048577A1

DE2048577A1 - Abdichtung für den Spalt zwischen Rumpföffnung und Tragflügel von Flug zeugen

Info

Publication number: DE2048577A1
Application number: DE19702048577
Authority: DE
Inventors: Gerhard 5101 Richtench; Thomaschewski Hubertus 5100 Aachen Buchner
Original assignee: Uniroyal Ag, 5100 Aachen
Priority date: 1970-10-02
Filing date: 1970-10-02
Publication date: 1972-04-06
Also published as: GB1364567A; FR2110181B1; FR2110181A1; IT951694B

Description

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PATENTANWÄLTE 20Λ8577

I- DR.-JNG. R. DÖRING DIPL.-PHYS. DR. J. FRICKE

BRAUNSCHWEIG MÜNCHEN

1404

üniroyal Englebert Deutschland AG 51 Aachen, Hüttenstraße 7

Abdichtung für den Spalt zwischen Rumpföffnung und Tragflügel

von Flugzeugen.

Die Erfindung betrifft eine Abdichtung für den Spalt zwischen Rumpföffnung und dem durch diese in den Rumpf eintretenden, beweglichen Tragflügel von Plugzeugen, insbesondere solchen . mit Tragflügeln, die um ein bzw. zwei Achsen dreh- bzw. schwenkbar sind, bestehend aus einer Mehrzahl von in Gruppen nebeneinander angeordneten elastischen und luftdichten Dichtungszellen mit in Draufsicht langgestreckter, rechteckförmiger Umrißgestalt und einem in einer Schnittebene etwa senkrecht zur Ausdehnung der Gruppe liegenden Querschnitt etwa in " Form eines Dreiecks, wobei jeweils die eine an dem größeren Winkel angrenzende kleinere Dreieckseite aller Dichtungszellen etwa in der Ebene der an die Rumpföffnung angrenzenden Rumpfaußenhaut liegen.

Um bei Flugzeugen mit beweglichen Tragflügeln den Spalt zwischen Tragflügel und Rumpf abzudichten, ist es bekannt,

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jalousieartige Abdichtungselemente im Rumpf anzuordnen, die eine weiche Dichtungskante "besitzen und durch eine entsprechende Steuerung in Abhängigkeit von der Tragflügelbewegung mehr oder weniger ein- oder ausgefahren werden können, wobei die Abdichtungskante mit dem Tragflügel oder mit der Abdichtungskante einer gegenüberliegenden Jalousie zusammenwirkt. Djiese Abdichtung ist relativ aufwendig, kompliziert und stör anfällig und läßt nur unter besonderen Verhältnissen eine ausreichende Abdichtung des Spaltes gewährleisten.

Um diese Schwierigkeiten zu vermeiden, ist eine Abdichtung für Flugzeuge mit schwenkbaren Tragflügeln bekannt, die aus einer Anzahl von keilförmigen, aufblasbaren Bälgen besteht, die innerhalb der öffnung mit ihren Scheiteln ins Rumpfinnere weisen und mit ihren Parallelseiten im wesentlichen vertikal befestigt sind, um im aufgeblasenen Zustand die Verschlußöffnung auszufüllen und mit ihren Außenseiten mit den Plugzeugrumpfkonturen übereinzustimmen, wobei diese Bälge elastisch nachgiebig sind, um das Einschwenken der Hinterkante des Tragflügels zu ermöglichen. Die Abdichtung ist dabei so ausgebildet, daß die Bälge in oberen und unteren Reihen angeordnet sind, die über und unter der Mittelebene der Flügelschwenkbewegung liegen. Die nebeneinanderliegenden Bälge sind an der dem Luftstrom ausgesetzten Oberfläche mit einer durchgehenden Abdeckhülle oder einem Mantel bespannt, der eine relativ glatte Oberfläche bildet, wenn die Bälge aufgeblasen sind.·

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Die Bälge sind als relativ flache Keile ausgebildet und bestehen aus einem leichten, gewebten Nylonstoff mit einem
feinen Neopren- oder Polyurethan-Überzug. Das Überzugsmaterial für die Bälge besteht aus einem Nylongewebestoff, der ebenfalls durch eine Neopren- oder einen Polyurethan-Überzug eine festere Oberfläche bekommen hat. Die Bälge sind an eine Druckluftquelle angeschlossen, wobei der Druck in den Bälgen gesteuert werden kann.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Abdichtung der eingangs näher bezeichneten Art so weiterzubilden, daß diese bei wesentlich einfacherer Ausbildung leichter und billiger herzustellen ist und gleichzeitig gewährleistet, daß auch bei stärkeren Flügelbewegungen die die Rumpfaußenhaut ergänzende Außenseite der Abdichtung ihre Lage nahezu unverändert beibehält. '

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß alle Dichtungszellen mit der einen an den größeren Winkel angrenzenden Dreieckseite auf die Rumpföffnung umgebenden Stützblechen fest angeordnet sind und die Seitenfläche benachbarter Dichtungszellen nur im Bereich der von dem Stützblech abgewandten Ecke des Dreiecksquerschnittes unter Bildung einer gemeinsamen Dichtungskante aneinanderliegen. Bei der neuen Anordnung sind alle Dichtungszellen fest auf den Stützblechen abgestützt, welche die Eintritteöffnung des Flügels in den

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Rumpf umgeben. Damit liegt die eine Dreieckseite des Zellenprofils unverrückbar fest. Bei dieser Anordnung kann also die Dichtungszelle bei Verformungen durch Eintreten des Flügels in die öffnung nicht als Ganzes ausweichen, sondern die Verformungen müssen durch Ausweichen der freiliegenden Wände jeder Zelle aufgenommen werden. Diese Formveränlerungen können von den einzelnen Zellen der neuen Anordnung besonders leicht aufgenommen werden, da nicht nur die nach dem Rumpfinneren freiliegende Dreieckseite jeder Zelle, sondern auch die aufeinander zu weisenden Seitenflächen benachbarter Zellen frei ausbiegbar sind, da sie nahezu über die ganze Höhe der Zelle im gegenseitigen Abstand verlaufen. Dies wird dadurch erreicht, daß sich die Zellen im eingebauten Zustand nur nahe im Bereich der von dem Stützblech abgewandten Ecke des Dreieckprofils einander berühren, während näher zum Stützblech zu zwischen den Seitenwänden benachbarter Zellen ein zunehmender, gegenseitiger Abstand vorliegt. Durch die feste Anordnung der Zellen auf den Stützblechen und den gegenseitigen Abstand benachbarter Zellen außerhalb des Bereiches der Abdichtungskante wird gewährleistet, daß die kleinste Dreieckseite, welche nach außen weist und eine Fortsetzung der anschließenden Rumpfhaut bildet, trotz größerer Verformungen der einzelnen Zellen nur wenig ihre Lage ändert. Die bei Veränderungen der Flügellage auftretenden Formänderungen der Zellen vollziehen sich im wesentlichen in den Bereichen der Zellen, die im Rumpfinneren liegen.

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Vorteilhafterweise ist dabei jede einzelne Dichtungszelle als auf der auf dem Stützblech befestigten Dreieckseite offene Tasche mit nach außen abgebogenen Befestigungsflanschen ausgebildet. In dieser Form lassen sich die einzelnen Dichtungszellen auf sehr einfache und ökonomische Weise herstellen, wobei von einem flachen, bahnförmigen Material bei der Herstellung der Zellen ausgegangen werden kann.

Um die Lage der außenliegenden Dreieckskante weiterhin zu stabilisieren, kann diese Wand gegenüber den anderen Zellenwänden versteift sein, wobei die Versteifung zweckmäßigerweise von dem Stützblech aus in Richtung auf die Abdichtungskante abnimmt, so daß im Bereich der Abdichtungskante eine ausreichende Verformbarkeit auch der schmaleren Dreieckseite vorliegt. Die Versteifung kann durch Verbindung dieser Dreieckseite mit einer zusätzlichen, z.B. keilförmigen Gummi- oder Kunststoffschicht oder durch Aufsetzen von entsprechenden Rippen auf der Innenseite der Zelle erreicht werden.

Es hat sich gezeigt, daß die Abdichtung besonders bei relativ großen Flügelbewegungen, insbesondere bei Flügeln mit Bewegungsmöglichkeit um zwei zueinander senkrecht stehenden Achsen außerordentlich zufriedenstellen wird, wenn man das Verhältnis des Abstandes der Diohtungskante vom Stützblech und der Länge der am Stützblech befestigten Dreieokskante zwischen etwa 1s1 und 1i2 wählt.

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Wenn, wie im bekannten Falle, mehrere Zellen von einem Schutzmantel umgeben werden, wird durch die geringe Formänderung der nach außen weisenden Dreieckseite der Zellen gewährleistet, daß der Schutzmantel nach außen hin praktisch ohne Faltenoder Wellenbildung bei allen Flügelbewegungen das Vorliegen einer glatten Außenfläche gewährleistet. Vorteilhafterweise wird der Schutzmantel unabhängig von den einzelnen Zellen an den Stützblechen befestigt, so daß der Schutzmantel leicht ausgewechselt werden kann, wenn er durch Verschleiß beschädigt werden sollte.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand schematischer Zeichnungen an mehreren Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Fig. 1 zeigt ein Flugzeug mit bewegbarem Flügel in Seitenan- ψ eicht, wobei der Flügel im Querschnitt gezeigt ist.

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Fig. 2 zeigt eine Draufsicht auf das Flugzeug nach Fig. 1.

Fig. 3 ist eine perspektivische Darstellung, teilweise aufgebrochen, von einer gemäß der Erfindung ausgebildeten Abdichtung im Zusammenwirken mit der Oberfläche des Tragflügels.

; Fig. 4 ist ein Querschnitt durch eine etwas abgewandelte Abdichtung gemäß der Erfindung, während

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Pig. 5 ein senkrechter Schnitt entlang der Längsrichtung der Abdichtung durch einen Abschnitt der Abdichtung ist.

Bei den nachfolgenden Ausführungen ist angenommen, daß es sich bei dem in den Figuren- 1 und 2 dargestellten Plugzeug 1 um ein solches handelt, dessen Flügel 2 sowohl um die Längsachse des Flügels über einen Winkel 3, als auch.um eine senkrecht zur Flügelfläche stehende Achse um einen Winkel 4 verschwenkbar bzw. drehbar ist. Jeder Flügel tritt durch eine Rumpföffnung 5 in das Rumpfinnere ein. Der Spalt zwischen dem Außenumfang des Flügels und der Begrenzung der Rumpföffnung 5 wird durch eine Abdichtung verschlossen, die im dargestellten Beispiel aus zwei Reihen von Abdichtungszellen 6a und 6b gebildet wird. Im dargestellten Beispiel bilden die beiden Reihen eine den ganzen Flügelquerschnitt umgebende geschlossene Abdichtung, Es ist jedoch auch möglich, daß die Abdichtung sich nicht bis zur Vorderkante des Flügels erstreckt, sondern auf der Tragflügelober- und Unterseite endet.

Wie aus Fig. 3 hervorgeht, besteht die Abdichtung jeweils aus einer Vielzahl von nebeneinander in Reihen angeordneten Dichtungszellen, welche im dargestellten Beispiel als offene Taschen ausgebildet sind. In Fig. 3 ist die Abdichtung im Zusammenwirken mit der Tragflügelwandung 2 wiedergegeben, so daß die Zellen gegenüber dem normalen Zustand verformt sind. Es ist jedoch ersichtlich, daß die Zellen in Draufsicht eine

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im wesentlichen langgestreckte, rechteckförmige Umrißgestalt aufweisen, während sie in einem Schnitt quer zur Längserstrekkung der Reihe von Zellen einen etwa dreieckförmigen Querschnitt besitzen. Die kleinste Dreieckseite 14 liegt in Fortsetzung der an die Rumpföffnung 5 angrenzenden Rumpfaußenhaut und soll nach Möglichkeit keine oder nur geringfügige Formveränderungen bei den Flügelbewegungen erleiden. Auf der Grundseite Hg eder Zelle, welche mit 22 bezeichnet ist, ist Jede taschenförmige Zelle offen. An den Rändern schliessen sich BefestigungsflanBche 23, 24, 25 an, die z.B. durch Nietreihen 26 und 28 mit die Rumpföffnung 5 umgebenden Stützblechen 7 fest verbunden sind.

Die Seitenwände 20 und 21, die wie aus Fig. 3 hervorgeht, zwischen benachbarten Zellen in Höhe der Befestigungsflansche 23 einen gegenseitigen Abstand aufweisen, nähern sich einander in Richtung vom Stützblech bis auf die vom Stützblech abgewandte Dichtungskante 18 und berühren sich in einem begrenzten Bereich 19, der an die Dichtungskante 18 anschließt. Die Größe des Berührungsbereiches 19 verändert sich mit der Verformung der Dichtungszellen bei der Flügelbewegung.

Auf Grund dieser Ausbildung können sich bei Bewegungen des Flügels 2 die beiden Seitenwände 20 und 21, sowie die innen liegende Dreieckskante 17 Jeder Zelle frei ausbiegen, so daß sich die Lage der kleinsten, nach außen weisenden Zellenwand

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14 trotz größerer Formänderungen der einzelnen Zellen wenig verändert.

Die einzelnen Zellen können an eine Druckluftquelle angeschlossen werden und zwar entweder direkt oder über eine den Druck in den einzelnen Zellen steuernde Ventileinrichtung, die in Pig. 3 nicht dargestellt ist. Zur Verbindung mit der Druckluftquelle sind im Stützblech für die mit -Druckluft zu beaufschlagenden Zellen Öffnungen 9 vorgesehen, welche in einem Verteilerkanal 11 münden, der durch eine auf der Rückseite der Stützbleche verlaufenden Blechhaube 10 vorgesehen ist. Die einzelnen Verteilerkanäle sind, wie bei 12 angedeutet, durch Stutzen und entsprechende Leitungen mit einer Druckluftquelle oder einer Ventilsteuereinrichtung verbunden.

Wie aus Mg. 3 weiter hervorgeht, sind jeweils mehrere oder alle Dichtungszellen durch einen gemeinsamen Mantel 34a überdeckt, der mittels Befestigungsschienen 30 und Meten 28a gemeinsam mit den Dichtungszellen an dem Stützblech 7, bzw. einem abgebogenen Plansch 8 dieses Stützbleches befestigt ist.

Zweckmäßigerweise wird jedoch der Schutzmantel gemäß Pig. 4 unabhängig von den Zellen an dem Stützblech 7 befestigt. Der Schutzmantel 34 gemäß Pig. 4 ragt zu diesem Zweck mit seinen Längsrändern über die Befestigungsstellen 26, bzw. 28 der Dichtungezellen hinaus und ist durch Nieten 31f bzw. 33 am

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Stützblech gesondert befestigt, so daß der Schutzmantel bei Bedarf unabhängig von den Dichtungszeilen ausgewechselt werden kann. Zur Befestigung dient jeweils eine Befestigungsschiene 30, bzw. 32.

Wie aus Fig. 4 hervorgeht, ist das Verhältnis zwischen dem Abstand b zwischen dem Stützblech 7 und der Dichtungskante 18 und der Länge a der am Stützblech befestigten Dreieckseite zwischen 1:1 und 1:2 gewählt. Hierdurch ergibt sich eine sichere Abdichtung auch bei größeren Plügelbewegungen, ohne daß sich die Lage der Außenwand 14 der Dichtungszellen wesentlich ändert.

Zweckmäßigerweise ist die außen liegende Dichtungswand 14 gegenüber der Ebene 41 der Außenhaut 15 des Rumpfes unter einem geringen Winkel 16 zwischen 2° und 10° vorzugsweise zwischen 5° und 7° ine Rumpfinnere eingezogen.

Um die Beibehaltung der Lage der Außenwand 14 jeder Zelle auch bei starken Verformungen noch stärker zu sichern, kann diese Wand zusätzlich versteift sein. Zu diesem Zweck kann auf der Innenseite der Zellenwand 14 eine zusätzliche Gummi-' echicht 40 aufvulkanisiert sein, deren Dicke zweckmäßigerweise vom Stützblech 7 zur Dichtungskante 18 hin abnimmt. Die Versteifung dieser Wand kann aber auch durch Rippen oder" andere Elemente sichergestellt werden.

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Der gegenseitige Abstand der Seitenwände 20, 21 "benachbarter Zellen läßt sich auf einfache Weise mit Hilfe der nach außen abgebogenen Befestigungsflansche 23 gewährleisten, wobei vorteilhafterweise gemäß Fig. 5 der gegenseitige Abstand der Wände der Breite c eines solchen Befestigungsflansches 23 entspricht. Die benachbarten Zellen können mit ihren Flanschen übereinander liegend mit Hilfe einer Deckschiene 27 durch Niete 26 am Stützblech 7 festgelegt sein. Man erkennt, daß in einem in Richtung der Längserstreckung der Abdichtung geführten radialen Schnitt der Querschnitt jeder einzelnen Zelle trapezförmig sich von dem Stützblech 7 zur Abdichtungskante hin erweitert.

In besonderen Fällen können die nebeneinander liegenden, offenen Dichtungstaschen auch als ein einstückiger Formkörper hergestellt werden, der an dem Stützblech 7 als Ganzes befestigt wird.

Die neue Ausbildung eignet sich besonders gut für Flugzeuge mit Flügeln, die wie beschrieben, sich um zwei senkrecht zueinander stehende Achsen bewegen lassen und zwar jeweils über Winkel von etwa 0° bis 30°. Bei solchen Flugzeugen ändert sich die Größe des Abdichtungsspaltes sehr stark. Dennoch läßt sich mit der neuen Ausbildung der Abdichtung eine zuverlässige Schließung dieses Spaltes gewährleisten.

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Die einzelnen Zellen werden beim Zusammenbau auch ohne Verformung durch den Flügel in Längsrichtung der Abdichtung ein wenig zusammengedrückt, so daß sie im entlasteten Zustand nahe der gemeinsamen Abdichtungskante 18 bereits im gewissen Umfange elastisch verformt sind, also einen bestimmten Berührungsflächenbereich 19 besitzen.

Je nach Lage im Bereich der Rumpföffnung können die Zellen unterschiedlich große Gesamtabmessungen aufweisen.

Die Zellen, sowie der Schutzmantel können aus Gewebe, aus Glasfaser, Reyon, Nylon oder Kunststoff bestehen, die mindestens auf einer Seite mit Elastomeren beschichtet sind. Als übliche Elastomere für diese Beschichtung eignen sich Natur- und/oder Kunstkautschuke, wie Butylkautschuk, Neopren, Nitrilkautschuk, Silikonkautschuk und Polyurethan; ebenso kann der Schutzmantel auch aus einem der neuzeitlichen Tefton-Gewebe bestehen. Die übliche Dicke der Gewebe liegt zwischen 0,5 und 1 mm. Die Schutzhaut oder der Mantel kann zumindestens auf seiner Außenseite noch mit einem zusätzlichen Färb- oder Schutzanstrich versehen sein.

Wenn die Zellen mit Druckluft beaufschlagt werden, wird durch eingebaute Zwischenventile sichergestellt, daß bei Undichtwerden einer einzelnen Zelle der Druck in den übrigen Zellen im' ausreichenden Maße aufrechterhalten werden kann.

Ansprüche

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Claims

Ansprüche

ί 1.J Abdichtung für den Spalt zwischen Rumpföffnung und durch diese öffnung in den Rumpf eintretenden, beweglichen Tragflügel von Flugzeugen, insbesondere Flugzeugen mit Tragflügel, die um ein bzw. zwei Achsen dreh- bzw. schwenkbar sind, bestehend aus einer Mehrzahl von in Gruppen nebeneinander angeordneten elastischen und luftdichten Dichtungszellen mit in Draufsicht langgestreckter, rechteckförmiger Umrißgestalt und einem in einer Schnittebene etwa senkrecht zur Ausdehnung der Gruppe liegenden Querschnitt etwa in Form eines Dreiecks, wobei jeweils die eine an den größten Winkel anschließende, kleinere Dreieckseite aller Dichtungszellen etwa in der Ebene der an die Rumpföffnung angrenzenden Rumpfaußenhaut liegen, dadurch gekennzeichnet , daß alle Dichtungszellen (6a,6b) mit der anderen an den größten Winkel des Querschnittes angrenzenden Dreieckseite (22) auf die Rumpföffnung (5) umgebenden Stützblechen (7) fest angeordnet sind und die Seitenflächen (20,21) benachbarter Dichtungszellen nur im Bereich (19) der von dem Stützblech abgewandten Ecke des DreiecksQuerschnittes unter Bildung einer gemeinsamen Diohtungskante (18) aneinander liegen.
2. Abdichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das Verhältnis des Abstandes (b) der Dichtungskante (18) vom Stützblech (7) und der länge (a) der

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am Stützblech festgelegten Dreieckseite (22) zwischen 1:1 und 1:2 liegt.
3. Abdichtung nach Anspruch 2, dadurch g e k e η η -

ze i c h η e t , daß jede Dichtungszelle (6a,6b) als auf der auf dem Stützblech (7) befestigten Dreieckseite (22) offene Tasche mit nach außen abgebogenen Befestigungsflanschen (23,24,25) ausgebildet ist.
4. Abdichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß der gegenseite Abstand der aufeinander zu weisenden Seitenflächen (20,21) benachbarter Zellen im Bereich der Befestigungsflansche (23) etwa gleich der Breite (c) eines solchen Flansches entspricht.
5· Abdichtung nach Anspruch 1 bis 4, bei der die Dichtungszellen mittels eines Druckmittels von innen beaufschlagbar sind, dadurch gekennzeichnet , daß die Stützbleche (7) öffnungen (9) aufweisen, welche die anliegenden Dichtungszellen jeweils gruppenweise mit auf der anderen Seite der Stützbleche verlaufenden Verteilerkanälen (11) verbinden.
6. Abdichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Verteilerkanäle (11) über in Ab- · hängigkeit vom Druck in den Dichtungszellen selbsttätig arbeitenden oder über steuerbare Ventile an eine Druckmittelquä.-

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le anschließbar sind.
7. Abdichtung nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die etwa in der Ebene der Rumpfaußenhaut (15) verlaufende Dreieckseite (14) wenigstens einiger Dichtungszellen gegen Ausbiegen zusätzlich versteift ist.
8. Abdichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Versteifung (40) von dem Stützblech (7) in Richtung auf die Dichtungskante (18) der Zelle abnimmt.
9. Abdichtung nach Anspruch 1 bis 8, bei der wenigstens mehrere, nebeneinanderliegende Dichtungszellen von einem gemeinsamen, ausbiegbaren Mantel abgedeckt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Ränder des Mantels (34) von den Dichtungszellen unabhängig an den Stützblechen (7) befestigt sind.
10. Abdichtung nach Anspruch 1 bis 9» dadurch gekennzeichnet, daß die die Rumpfhaut (15) ergänzende Dreieckseite (14) jeder Dichtungszelle gegenüber der Ebene (41) der angrenzenden Rumpfhaut (15) um einen Winkel (16) zwischen 3° und 10°, vorzugsweise zwischen 5° und 7° nach innen zurückspringt.

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