DE2458310C2 - Antrieb für eine Flugzeug-Steuerfläche - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Antrieb für zumindest eine Flugzeug-Steuerfläche, mit einem Antriebsmotor, einem Stellglied für die Steuerfläche, einer Haupt- und einer Nebenwelle, durch die ein Antreiben des Stellglieds durch den Motor ermöglicht ist, wobei die Hauptwelle direkt mit dem Motor und mit dem Stellglied verbunden ist, und einer Drehmomentkupplung mit Totgang, die die Haupt- und Nebenwelle derart drehfest verbindet, dal* im Falle eines Ausfalls der Hauptwelle ein Antrieb auf das Stellglied durch die Nebenwelle übertragbar ist. ^J>

Es ist aus der US-PS 27 74 555 eine Vorrichtung zum Stellen der Steuerflächen eines Flugzeugflügels bekannt, bei der von einem zentralen Hydraulikmotor eine Welle sich längs der Flügel erstreckt und eine Mehrzahl von Spindeltrieben angeordnet sind, die von der Welle ■><> angetrieben sind und deren bewegliche Ausgangselemente mit den Steuerflächen gekuppelt sind.

Weil die Steuerflächen, die Spindeltriebe und die Spindeltrieblagerungen alle relativ leicht ausgeführt sind und der Hydraulikmotor ein erhebliches Drehmo- ⁴^ ment beim Abwürgen besitzt, ist es üblich, Drehmomentbegrenzungseinrichtungen vorzusehen, beispielsweise der Bauart, die in der GB-PS 12 46 180 gezeigt ist. Die Drehmomentbegrenzungseinrichtung ist zwischen der Welle und jedem Spindeltrieb angeordnet, so daß ein Ruhen der Steuerfläche oder des Spindeltriebs wegen eines Steckenbleibens nicht zu einer Beschädigung eines dieser Elemente führt, ebenso nicht der Lagerungen oder der umgebenden Bereiche des Flugzeugflügels.

Da diese bekannten Stellvorrichtungen auch eine hohe Betriebszuverlässigkeit haben müssen, ist in »Aircraft Engineering«, Mai 1963, Seite 135, vorgeschlagen worden. Haupt- und Nebenwellen zwischen jedem Spindeltrieb und dem Motor vorzusehen, wobei die Nebcnwellc mit dem Motor durch eine Totgangkupplung verbunden ist, so daß die Nebcnwellc normalerweise keine Last trägt. Bei einem Ausfall der lastfiihrenden Hauptwelle erfolgt der Antrieb des oder jedes Spindeltricbs durch die Ncbcnwelle. Hierbei müssen die ^h"' Haupt- und Nebcnwellc getrennt mit jedem Spiruleltricb gekuppelt sein. Die Anordnung fordert also zwei Drchmomentcnbegrcn/.er für jeden .Spindeltrieb. Darüber hinaus erfordert die Anordnung zwei Sätze Zahnräder für jeden Spindeltrieb, um die Bewegung der betreffenden Haupt- und Nebenwellen zu diesem Spindeltrieb zu übertragen-

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Stellsystem für Flugzeug-Steuerflächen zu schaffen, das eine Haupt- und Nebenwellenanordnung aufweist und damit für eine hohe Bfitriebszuverlässigkeit sorgt, das aber nur eine einzige Verbindung mit jedem Spindeltrieb erfordert und damit eine höhere Kompaktheit und ein geringeres Gewicht besitzt

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die äußeren Enden der beiden in jedem Flügel verlaufenden Hauptwellen durch die Nebenwelle drehfest miteinander verbunden sind, und daß nur die Hauptwellen direkt angetrieben sind.

Hierdurch gelingt es, bei einer hohen Betriebssicherheit die Zahl der Bauelemente und das Gewicht erheblich zu verringern. Ferner hat dieser Antrieb einen wesentlich geringeren Platzbedarf. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung wird die Kompaktheit noch dadurch verbessert, daß die Nebenwelle koaxial innerhalb der Hauptwelle liegt.

Die Erfindung ist nachstehend an Hand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. In den Zeichnungen ist

F i g. 1 eine aTgemeine schematische Darstellung einer Antriebsanordnung für Klappen an einem Flugzeugflügel,

Fig. 2 eine Darstellung einer Kupplung zwischen aneinander angrenzenden Antriebselementen in der in F i g. 1 gezeigten Anordnung,

F i g. 3 eine Darstellung der Verbindung zwischen den inneren und äußeren Antriebselementen und

Fig.4 und 5 schematische Darstellungen einer Antriebseinheit, die einen Teil der in Fig. 1 gezeigten Anordnung bildet.

Gemäß der Darstellung in Fig. 1 sitzt an einem Flugzeugflügel IO eine Klappe ¹I, die am Flügel 10 zwischen einer zurückgefahrenen und ausgefahrenen Position bewegbar ist. Die Klappe 11 ist durch eine Umlaufkugel-Mutter/Spindel-Anordnung 12 bewegbar, wobei die Spindel 13 durch ein Getriebe 14 angetrieben wird, das zwei Eingangskettenräder 15, 16 hat, die normalerweise gemeinsam durch Antriebsketten 17 von jeweiligen Kettenrädern 18, 19 gedreht werden, welche auf einer Antriebswellenanordnung 20 sitzen.

Die Wellenanordnung 20 hat mehrere äußere Hauptwellen 21, durch die sich innere Nebenwellen 22 koaxial erstrecken. Aneinander angrenzende Enden der Hauptwellen 21 sind flexibel miteinander gekuppelt, wie das in Fig. 2 gezeigt ist. Aneinander angrenzende Enden der Nebenwellen 22 sind entsprechend flexibel gekuppelt.

F i g. 2 zeigt die Enden 23, 24 der beiden Hauptwellen, die hier herausgenommen sind. Das Ende 24 ist im übrigen mit dem Rest der entsprechenden Hauptwelle (nicht dargestellt) durch Kerbzähne 25 verbunden. Die Wellenenden 23, 24 sind durch eine Kreuzgelenkkupplung 26 miteinander verbunden.

In F i g. 2 sind auch die Enden 27, 28 von aneinander angrenzenden Ncbcnwcllcn 22 gezeigt. Die Enden 27, 28 greifen an den übrigen Partien der betreffenden Wellen mittels Kerbzähne 29 an. Die Enden 27, 28 sind durch Federbolzen 30 mit Teilen 31, 32 einer napfartigen Kardankuppking verbunden. Die Kupplungsteilc 31, 32 sind in den betreffenden Wellenenden 23, 24 durch Wälzlager 33 getragen.

Das freie Ende 34 einer i iauptwelie 21 .in einem Fnrie der Wellenanordnung 20 ist treibend mit einem Hydraulikmotor verbunden, der einen Teil einer Antriebseinheit 36 bildet, welche im einzelnen in Γ i g. 4 und 5 gezeigt sind. Das andere Ende 37 tier Wellenanordnung 20 ist im einzelnen in F i g. 3 gezeigt. Die Nebenwelle 22 veist am Ende 37 eine Muife 38 au¹ die in. Kerbzahneingriff mit der Nebenwelle 22 sieht und die Vorsprünge hat, die in Ausnehmungen 39 in der angrenzenden Partie der Hauptwelle 21 eingreifen.

Eine Wellenanordnung 40, die mit der Wellenanordnung 2<j idei:t'ii.cii ist, erstreckt sich längs des gegenüberliegenden Flügels (nicht dargestellt) des Flugzeugs. Eine oder mehrere Spindelanordnungen sind treibend mit der Wellenanordnung 40 in gleicher Weise wie die Verbindung der Spindelanordnung 12 mit der Wellenanordnung 20 verbunden. Eine Hauptwelle an dem Ende 41 der Wellenanordnung 40 ist treibend mit der Antriebseinheit 36 verbunden, so daß die Hauptwellen der Anordnungen 20, 40 normalerweise gemeinsam gedreht werden. Das Ende der Wellenanordnung 40, das von der Antriebseinheit 36 entfernt liegt, ist mit seinen Neben- und Hauptwellen treibend verbunden, und zwar in gleicher Weise wie zuvor im Zusammenhang mit Fig. 3 beschrieben. Die Nebenwellen 22 beider Wellenanordnungen 20, 40 sind direkt miteinander verbunden, wie das bei 42 gezeigt ist.

Wie in Fig. 4 und 5 gezeigt ist, weist die Antriebseinheit 36 eine Regelventilanordnung 43 auf. Zwei nominell gleiche Zulaufdrücke P1, PI werden der Regelventilanordnung 43 durch jeweilige Kanäle 44, 45 zugeleitet. Die Kanäle 44, 45 sind jeweils mit einem Steuerkolbenventil 46 über ein Rückschlagventil 47 und ein Umsteuerventil 48 verbunden, wobei die Ventile 47 und 48 derart ausgebildet sind, daß der höhere der Drücke Pl, P2 einem Einlaß 49 des Ventils 46 zugeleitet wird. Das Ventil 46 ist betätigbar, um den Druck am Einlaß 49 der einen oder der anderen von zwei Auslaßöffnungen 50, 51 zuzuleiten. Die Öffnungen 50,51 sind über ein durchflußbegrenzendes Ventil 52 mit betreffenden Öffnungen 53, 54 des Hydraulikmotors 35 verbunden. Das Steuerkolbenventil 46 hat einen Steuerkolben, der durch eine Kurvenführung 55 (auch in F i g. 5 gezeigt) verschiebbar ist. Die Kurvenführung ist in Erwiderung auf die Differenz zwischen der Position eines Steuerhebels für die Klappcnstellung im Cockpit und die Position einer Ausgangswelle 57 des Motors 35 verschwenkbar. Die Hauptwellen 21 an den Enden 34, 41 der Wellenanordnungen 20, 40 (Fi g. 1) sind mit der Welle 57 treibend verbunden.

Die Position der Welle 57 vird auf die Kurvenführung 55 durch eine Schnecke und ein Schneckenrad 58 übertragen, wrbei das Schneckenrad mit einem Schaft 59 kämmt, der an einem Ende einer Differentialkopplung 60 angekoppelt ist, deren anderes Ende mit dem Pilotenhebel 56 verbunden ist.

Eine weitere Schnecke mit einem Schneckenrad 61 an der Welle 57 treibt eine zylindrische Kurvenführung 62, die von einem Abtaster 63 abgegriffen wird, der mit dem Steuerelement ..i?s Dro^elventils 52 gekoppelt ist. Die Kurvenführung 62 ibt derart, «Jaß /wischen Drehpositionen der Welle 57, de bestinir-ieri Positionen der Klappen 11 entsprechen, der Zufluß zn .ind der AhfiwQ vor.! Μοί.'/Γ 35 durch die Drosselstellen 64, 65 geht. Die Gescnwindigkeit der Klappenbewegung zwischen die-SvSi ^„'grenzender. Positionen wird damit vermindert.

Im Betrieb werden die Klappen 11 normalerweise vom Motor 36 über die Hauptwellen 21 angetrieben.

κι Wenn irgendeine der Hauptwellen in der Wellenanordnung 40 brechen sollte, wird der Antrieb weiter vom Motor 36 auf die Hauptwellen zwischen dem Mot >r 3ö und dem gebrochenen Element übertragen. Ferner wird eine Antriebskraft vom Motor auf die Hauptwellen 21

ι τ der Wellenanordnung 20 über die Verbindung zwischen den Wellen 21, 22 am Ende 37 der Wellenanordnung 20, über die Nebenwellen 22 und über die Antriebsverbindung zwischen den Wellen 21, 22 am Ende der Wellenanordnung 40 übertragen, das vom Motor 35 abgewandt ist, um die verbleibenden Hauptwellen 21 in der Anordnung 40 anzutreiben.

Die Flugzeugklappen können dam., weiter vom Motor 36 angetrieben werden, vorausgesetzt, daß ein Bruch auf die Hauptwellen 21 nur einer der Wellenan-

.'5 Ordnungen 20,40 beschränkt ist. Es versteht sich, daß ein Bruch oder eine Trennung irgendeiner der Nebenwellen 22 normalerweise keine nachteiligen Effekte auf den Betrieb der Anordnung hat.

Zweckmäßigerweise ist dafür gesorgt, daß die

in Verbindung zwischen den Neben- und Hauptwellen an dem Ende der Anordnung 40, das vom Motor 36 abgewandt ist, derart ist, daß ein kleines Maß an relativer Drehung bzw. Totgang zwischen den Neben- und Hauptwellen ermöglicht wird. Da normalerweise

r> keine Last auf den Nebenwellen liegt, wird dieser Totgang tatsächlich nicht aufgenommen, um eine relative Drehung zu bewirken, außer wenn eine der Hauptwellen bricht. Zweckmäßigerweise ist auch eine Anzeigevorrichtung in irgendeiner bekannten Form

4(i vorgesehen, die auf eine relative Drehung über einen Sollwert hinaus anspricht, und zwar zwischen den Neben- und Hauptwellen, um ein elektrisches Ausgangssignal zu erzeugen. Dieses Signal gibt einen Alarm von einem Wellenelementbruch.

In einem weiteren Ausführungsbeispiel ist dafür gesorgt, daß die Antriebsverbindung zwischen den Neben- und Hauptwellen der einen wie der anderen dor Anordnungen 20, 40 getrennt werden kann, so daß die Neben- und die Hauptwellen relativ gedreht werden

Vi können, und zwar zum Zwecke des Tesiens oder der Einrichtung der Anzeigevorrichtung, auf die vorstehend Bezug genommen worden ist. Diese Trennung kann, wie in F i g. 3 dargestellt ist, dadurch vorgenommen werden, daß eine Schulzkappe 70 entfernt und eine Mutter 71

"■"■ abgeschi.iubt wird, so daß die mit Kerbzähnen versehene Muffe 38 aus ihrem Eingriff mit der Hauptwelle 21 und mii der Nebcnwelle 22 herausgezogen werden kann.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

I Patentansprüche:

1. Antrieb für zumindest eine Flugzeug-Steuerfläche, mit einem Antriebsmotor, einem Stellglied für die Steuerfläche, einer Haupt- und einer Nebenwel-Ie, durch die ein Antreiben des Stellglieds durch den Motor ermöglicht ist, wobei die Hauptwelle direkt mit dem Motor und mit dem Stellglied verbunden ist, und einer Drehmomentkupplung mit Totgang, die die Haupt- und Nebenwelle derart drehfest verbin- m det, daß im Falle eines Ausfalls der Hauptwelle ein Antrieb auf das Stellglied durch die Nebenwelle übertragbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die äußeren Enden der beiden in jedem Flügel verlaufenden Hauptwellen (21) durch die Nebenwel- is Ie (22) drehfest miteinander verbunden sind, und daß nur die Hauptwellen direkt angetrieben sind.

2. Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Nebenwelle (22) koaxial innerhalb der Hauptwei'e (21) liegt.