DE2119379C2 - Schraubenspindelstelleinrichtung zur Betätigung einer Flugzeugklappe - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schraubenspindelstelleinrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs.

Aus der US-PS 34 49 978 ist eine Schraubenspindelstelieinrichtung bekannt, die eine in einem feststehenden Körper oder Gehäuse drehbar gelagerte Kugelumlauf-Schraubenspindel aufweist, auf welcher eine Mutter sitzt, die sich bei einer Drehung der Schraubenspindel in deren Längsrichtung verschiebt, um irgendein mechanisches Teil zu verstellen. Innerhalb des Körpers befindet sich auf einem Gewindeabschnitt der Schraubenspindel eine Bremsmutter. Solange an die außerhalb des Körpers mit der Schraubenspindel gekoppelte Eingangswelle kein Drehmoment angelegt wird, führt das Gewicht des mit der Mutter verbundenen mechanischen Teils zu einer solchen Drehung der Schraubenspindel, daß die Bremsmutter axial gegen eine Bremsfläche gedrückt wird. Diese Bremseinrichtung der bekannten Schraubenspindelstelleinrichtung tritt nur bei einer Richtung einer über das zu verstellende mechanische Teil auf die Schraubenspindel ausgeübten Kraft in Funktion und versagt, falls die Kraft in der anderen Richtung wirkt.

Die erfindungsgemäße Schraubenspindelstelleinrichtung dient der Betätigung einer Flugzeugklappe. Diese ist abhängig von den Fidgbedingungen einer Belastung ausgesetzt, die entweder eine Druckkraft oder eine Zugkraft sein kann. Es ist eine Eigenschaft solcher Flugzeugflügelklappensysteme, daß die maximale Druckkraft, die die Flugzeugklappe auf ihre Stelleinrichtung ausübt, sehr viel größer als die maximale Zugkraft ist.

Wenn eine Schraubenspindel zur Betätigung einer Klappe verwendet wird, muß die Anordnung aus Schraubenspindel und Mutter einen hohen mechanischen Wirkungsgrad besitzen, damit sich eine minimale Antriebsleistung ergibt. Auf der anderen Seite darf die Antriebsrichtung nicht umkehrbar sein, d. h. eine über die Flugzeugflügelklappe und die Mutter auf die Schraubenspindel ausgeübte Kraft darf nicht zu einer Verstellung führen. Es muß also sichergestellt seiri, daß die auf die Flugzeugflügelklappe einwirkenden aerodynamischen Kräfte diese auch dann nicht bewegen, wenn sie nicht durch eine entsprechende Stellkraft am Eingangsdrehglied kompensiert werden. Diese beiden Bedingungen lassen sich gleichzeitig nur mit Hilfe der Bremseinrichtung erfüllen, die im Fall der Flugzeugflügelklappe aber sowohl bei einer Druckkraft als auch bei einer Zugkraft funktionieren muß. Darüber hinaus muß verhindert werden, daß die Stelleinrichtung im Fall einer klemmenden Klappe den Flugzeugaufbau übermäßig belastet
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Schraubenspindelstelleinrichtung der im Oberbegriff des Patentanspruchs angegebenen Art so auszugestalten, daß einerseits die Bremseinrichtung eine Verstellung der Stelleinrichtung und damit der Flugzeugklappe infolge einer auf diese einwirkenden Kraft unabhängig von der Kraftrichtung verhindert und daß andererseits die auf die Flugzeugklappe einwirkende Stellkraft auf einen vorgegebenen Maximalwert begrenzt ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs gelöst

Die erfindungsgemäß vorgesehene Vorspannfeder drückt bei fehlendem Eingangsmoment den Kupplungskopf der Schraubenspindel gegen die Bremsfläche, so daß sich eine Bremswirkung aufgrund von Reibung ergibt. Dieser Druck auf die Bremsfläche wird im Fall einer über die Flugzeugklappe ausgeübten Druckkraft noch verstärkt. Der von der Vorspannfeder allein ausgeübte Druck ist so bemessen, daß er im Fall einer bei entsprechender Belastung der Flugzeugklappe von dieser auf die Schraubenspindel ausgeübten maximalen Zugkraft ausreicht, die Bremswirkung sicherzustellen.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels unter bezug auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 einen Schnitt durch die Schraubenspindelstelleinrichtung.und

F i g. 2 einen Schnitt gemäß Linie H-II in F i g. 1.
Die dargestellte Schraubenspindelstelleinrichtung weist ein Gehäuse auf, das aus drei miteinander verbundenen Teilen 10, 11 und 12 besteht. Eine Eingangswelle 13, die in Lagern 14 gelagert ist, ist gegen eine axiale Verschiebung relativ zum Körper gesichert und überträgt ihr Drehmoment auf eine Schraubenspindel 15, die eine Mutter 16 trägt. Die Mutter 16 ist ihrerseits mit der zu betätigenden Klappe (nicht gezeigt) verbunden. In dem Gewindeabschnitt der Schraubenspindel 15, der sich in der Mutter 16 befindet, liegen umlaufende Kugeln. Das Drehmoment wird von Kegelrollen 17 übertragen, die von einer Hülse 24 in ihrer Lage gehalten werden und zwischen schrägen Flächen 18, 19 (F i g. 2) an Kupplungsköpfen 20, 21 der Eingangswelle 13 bzw. der Schraubenspindel 15 angeordnet sind. Eine steife Vorspannfeder, die aus einem Stab 22 besteht, ist an ihrem linken Ende in die Eingangswelle 13 eingeschraubt und trägt an ihrem rechten Ende eine Mutter 23, die auf das Ende der Schraubenspindel 15 aufgeschraubt ist.
Das Drehmoment, das die Eingangswelle 13 auf die

Schraubenspindel 15 übertragen kann, hängt von folgenden Faktoren ab

a) Von der durch die Vorspannfeder 22 aufgebrachten Kraft, die die Eingangswelle 13 und die Schraubenspindel 15 zusammenhält, und

b) von der Neigung der schrägen flächen 18, 19 der Köpfe 20 bzw. 21.

f». Wenn in die Stelleinrichtung keine EingangsLraft

eingegeben wird, wird eine Bewegung der Klappe aufgrund ton diese belastenden aerodynamischen Kräften dadurch verhindert, daß die Stirnfläche des Kopfes 21 der Schraubenspindel 15 von der Vorspannfeder 22 gegen die Sremsfläche 26 des Teils 11 des Gehäuses gedruckt wird und sich eine Reibungsbremswirkung ergibt.

Wenn die Eingangsdrehwelle 13 mit einem Eingangsmoment belastet wird, dann muß diese zuerst die Reibung des Drucklagerrings, der den Kopf 21 abstützt, überwinden. Bei einer weitergehenden Bewegung der Eingangswelie 13 wirken die KegelroKen 17 mit den Neigungen der schrägen Flächen 18 und 19 (siehe Fig.2) der Köpfe 20 und 21 zusammen, so daß deren innen- bzw. Stirnflächen sich ausreichend trennen, daß der Kopf 21 auf der Bremsfläche 26 gleiten kann und bei einem bestimmten Eingangsdrehmoment die Schraubenspindel 15 sich zu drehen beginnt.

Sollte das Eingangsmoment infolge einer Verklemmung der Klappe über seinen normalen Wert ansteigen, werden sich die Köpfe 20 und 21 weiter trennen, bis der Kopf 21 der Schraubenspindel 15 mit einer Stirnfläche 25 des Gehäuses zusammenwirkt und auf diese Weise die Belastung begrenzt, die von der Stelleinrichtung auf eine verklemmte Klappe ausgeübt werden kann.

ίο Eine Druckkraft auf die Mutter 16 (eine in Fig. 1 nach links gerichtete Kraft) unterstützt die von der Vorspannfeder 22 auf die Schraubenspindel 15 ausgeübte Axialkraft, während eine Zugkraft auf die Mutter 16 (in F i g. 1 nach rechts gerichtet) der Federkraft entgegengerichtet ist und die Axiallast auf die Schraubenspindel 15 vermindert. Die Vorlast oder Vorspannkraft der Vorspannfeder 22 übersteigt um einen bestimmten Betrag die maximale Zugkraft, die von der Klappe auf die Mutter 16 ausgeübt werden kann. Sollte der Antrieb auf die Eingangswelle 13 versagen, dann wird sich der Kopf 21 infolge der von der Vorspannfeder 22 ausgeübten Kraft in Berührung mit der Reibungsfläche 26 des Reibungsglieds 11 bewegen und eine Bewegung der Mutter 16 infolge einer von der Klappe ausgeübten Kraft verhindern.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Schraubenspindelstelleinrichtung zur Betätigung einer Flugzeugflügelklappe, umfassend ein feststehendes Gehäuse, eine in diesem drehbar gelagerte Kugelumlauf-Schraubenspindel mit einer Mutter, die mit der Flugzeugflügelklappe in Verbindung steht, eine mit der Schraubenspindel gekuppelte Eingangswelle und eine Bremseinrichtung zur Verhinderung einer Verstellung der Stelleinrichtung infolge einer auf die Flugzeugklappe einwirkenden Kraft, dadurch gekennzeichnet, daß sich die im Gehäuse (10, 11, 12) gelagerte Eingangswelle (13) und die Schraubenspindel (15) mit einem jeweiligen Kupplungskopf (20,21) gegenüberliegen, daß Kegelrollen (17) zwischen den einander gegenüberliegenden Flächen (18, 19) beider Kupplungsköpfe zur ,Drehmomentübertragung vorgesehen sind, wobei die einander gegenüberliegenden Flächen (18, 19) jeweils — in Kegelrollenachsrichtung gesehen — taschenförmig zur Aufnahme der Kegelrollen ausgebildet sind, daß eine Vorspannfeder (22) die Eingangswelle (13) und die Schraubenspindel (15) verbindet und den Kupplungskopf (2i) der Schraubenspindel (15) gegen eine feststehende Bremsfläche (26) des Gehäuses (U) drückt, und daß eine Stirnfläche (25) am Gehäuse (12) vorhanden ist, die eine axiale Auseinanderbewegung der Kupplungsköpfe infolge eines zunehmenden Moments an der Eingangswelle (13) begrenzt.