DE3620886A1 - Antriebseinrichtung mit variablem drehmoment-begrenzungssystem - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Erzeugung der Ein- und Ausfahrbewegung an aerodynamischen Profilen, wie zum Beispiel von Landeklappen an Tragflügeln von Luftfahrzeugen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bei Luftfahrzeugen mit aerodynamisch geformten Tragflügeln befin­ den sich an den Tragflächen Landeklappen, die in Abhängigkeit von der jeweiligen Flugsituation bestimmte Stellungen einehmen (Fig. 1). Es ist bekannt, die Landeklappen auf Trägerwagen zu befesti­ gen und diese auf Führungsbahnen zu verfahren. Der Antrieb der Trägerwagen erfolgt durch eine zentrale Antriebseinheit über ei­ nen Wellenstrang sowie mechanische Getriebe. Er kann beispiels­ weise als Kurbeltrieb ausgeführt sein. Diese Kurbeltriebe arbei­ ten dabei als direkter Ausgang von Differentialgetrieben. Solche Antriebseinrichtungen werden beispielsweise an den Flugzeugen der Typen AIRBUS A 320, Boing B 747 umd B 767 eingesetzt. In den Flugzeugen ARIBUS A 300, A 310 sowie VFW 614 kommen zudem an den Antriebsspindeln sogenannte Drehmoment-Begrenzer als Überlast­ schutz zum Einsatz, die bei bestimmten vorgegebenen Drehmomenten Brems- oder Kupplungsfunktionen ausüben.

Die Aufgabe der Erfindung ist es, die Ausfallsicherheit bei Ein­ richtungen zum Bewegen der Landeklappen an Tragflächen von Flug­ zeugen zu erhöhen, das Gewicht der Landeklappe und seines An­ triebssystems zu reduzieren, und den Überlastschutz am Ort der zu überwachenden Kraft am Trägerwagen anzuordnen, wodurch Getriebe­ einflüsse wie zum Beispiel Wirkungsgrad und nicht-lineares Über­ setzungsverhältnis ohne Wirkung auf das Klappensystem sind.

Diese Aufgabe ist durch die kennzeichnenden Merkmale des An­ spruchs 1, sowie durch eine vorteilhafte Ausgestalltung gemäß den Unteransprüchen 2-7 gelößt. Die Erfindung wird anhand der Zeichnung veranschaulicht. Im Einzeilnen zeigen:

Fig. 1 einen Querschnitt durch einen Tragflügel eines Flugzeuges,

Fig. 2 die erfindungsgemäße Anordnung einer Antriebsvor­ richtung für einen Landeklappenwagen,

Fig. 3 ein Ausführungsbeispiel für eine mechanische Delta-Alpha-Bremse.

Wie Fig. 1 zu entnehmen ist, wird eine Landeklappe 12 auf wenig­ stens zwei Stationen in einem Tragflügel 11 eines Flugzeuges ge­ lagert und geführt. Eine solche Station besteht aus einem Lande­ klappenträger, einem Trägerwagen 1 und einer Führungsbahn 13. Der erfindungsgemäße Antrieb (Fig. 2) des Trägerwagens 1 erfolgt von einer zentralen Antriebseinheit über die Antriebswelle 7 auf das Differentialgetriebe 6. Dieses Differentialgetriebe 6 treibt zwei Abtriebswellen 5, 5 a an, die über jeweils ein weiteres Differen­ tialgetriebe 4, 4 a die zwei Kurbeltriebe 2, 2 a betätigen und mit den Schubstangen 3, 3 a den Trägerwagen 1 der Landeklappe 12 be­ wegen. Die Aufteilung der für die Bewegung der Landeklappe not­ wendigen Kräfte auf zwei Lastwege mit Hilfe des Differentialge­ triebes 6 hat den Vorteil, daß zum Beispiel bei einem Bruch eines der Elemente des einen Lastweges der Antrieb in der Lage ist, die mechanischen und aerodynamischen Lasten auf dem zweiten Lastweg zu halten.

Mit Hilfe einer sogenannten Delta-Alpha-Bremse 8 wird ständig die Umdrehungsanzahl (Winkel) der Antriebswelle 7 und der Abtriebs­ welle 5 miteinander mechanisch verglichen. Aufgabe der Delta-Al­ pha-Bremse 8 ist es, bei einer Winkeldifferenz Delta-Alpha die beiden Wellen 5 oder 7 abzubremsen und dadurch einen Trägerwagen 1 der Landeklappe 12 in seiner Position festzusetzen. Ein Bruch in einem der Elemente des doppelten Lastweges 3, 3 a,...5, 5 a sowie ein Schaden im Differentialgetriebe 6 führt zwangsläufig zu einer Winkeldifferenz und damit zum Ansprechen der Delta-Alpha- Bremse 8 mit anschließender Blockierung des gesamten Antriebs­ systems für den Trägerwagen 1.

Die Schubstange 3 a ist nicht direkt, sondern über einen Stab 10 und einen Lastschalter 9 mit dem Trägerwagen 1 verbunden. Der Lastschalter 9 ist ein Bauelement, das in seinem Kraft-Dehnungs- Diagramm einen starken Knick aufweist. Übersteigt die auf dieses Bauteil einwirkende Druck- bzw. Zugkraft einen bestimmten Grenz­ wert, so stellt sich bei ihm eine erhohte Längenänderung ein. Die Anordnung dieses an sich bekannten Bauelementes in der erfin­ dungsgemäßen Antriebsvorrichtung sorgt dafür, daß zum Beispiel das Blockieren des Trägerwagens 1 aufgrund von Störungen im An­ triebs- und Landeklappenbereich zu einer Winkeldifferenz in der Delta-Alpha-Bremse 8 und damit zum Stillsetzen des Antriebssy­ stems führt. Da das notwendige Abschaltdrehmoment der Abtriebs­ welle 5 a abhängig von der Stellung der Kurbeln 2, 2 a ist, wirkt sich die Anordnung des Lastschalters 9 am Ort der zu messenden Kraft vorteilhaft aus.

Zur Überprüfung der Funktionsfähigkeit der Delta-Alpha-Bremse 8 läßt sich während Inspektionsarbeiten mit Hilfe des Test-Exzen­ ters 10 a (vorzugsweise als exzentrischer Befestigungsbolzen aus­ geführt) künstlich eine Wegdifferenz zwischen den beiden Last­ wegen 3, 3 a,...5, 5 a erzeugen, indem die Schubstange 3 a in unter­ schiedlichen Positionen des Test-Exzenter 10 a mit diesem verbun­ den wird. Die so erzeugte Wegdifferenz führt zu einer Aktivierung der Del-ta-Alpha-Bremse 8, sofern sie fehlerfrei arbeitet.

Fig. 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel für eine Delta-Alpha-Brem­ se 8. Eine Bremstrommel 14 ist verschiebbar mit der Abtriebswelle 5 a mittels Keilverzahnung 15 verbunden, das andere Ende der Bremstrommel 14 enthält eine Gewindeverbindung 16 zur Antriebs­ welle 7. Beide Enden der Wellen 5 und 7 sind im Bremsengehäuse 17 gelagert. Im Bremsengehäuse 17 sind zudem Bremsbacken 18 ange­ ordnet. Eine Differenzverdrehung Delta-Alpha zwischen Antriebs­ welle 7 und Abtriebswelle 5 verschiebt die Bremstrommel 14. Die Delta-Alpha-Bremse 8 wird wirksam, wenn die Verdrehung das Spiel zwischen den Bremstrommeln 14 und den Bremsbacken 18 aufgebraucht hat.

Die Bremsbacken 18 sind im Bremsengehäuse 17 auf den Axiallagern 20 zwischen den Anschlägen 19 in Umfangsrichtung um ca. 180° frei drehbar gelagert. Dadurch, daß das Lösungsmoment der Brems­ backen 18 kleiner als das Bremsmoment ist, kann die Delta-Alpha- Bremse 8 auch von dem Abtriebswellenende 5 durch eine Änderung der Drehrichtung reversiebel betrieben und der Bremsvorgang be­ endet werden.

Claims (7)

1. Antriebseinrichtung mit variablem Drehmoment-Begren­ zungssystem zur Bewegung und gegebenenfalls Fixierung eines ein aerodynamisches Profil tragenden und auf einer Führungsbahn be­ wegten Trägerwagens, welcher mit Hilfe mindestens eines zweiten Trägerwagens mit Antriebseinrichtung und Führungsbahn sowie dem zu tragenden aerodynamischen Profil Bestandteil eines Tragflügels für ein Luftfahrzeug ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Last für die Bewegung des Trägerwagens (1) auf zwei Lastwegen mit den Bauelementen Schubstange (3, 3 a), Kurbeltrieb (2, 2 a), Differen­ tialgetriebe (4, 4 a) und Abtriebswelle (5, 5 a) zu einem weiteren Differentialgetriebe (6) geführt wird, deren Antrieb von einer zentralen Antriebseinheit über eine Antriebswelle (7) erfolgt, daß eine sogenannte mechanische Delta-Alpha-Bremse (8) die Bewe­ gung des Trägerwagens (1) mechanisch überwacht, daß die Schub­ stange (3 a) über einen Stab (10) und einen Lastschalter (9) am Trägerwagen (1) befestigt ist, daß die Schubstange (3 a) mit Hilfe eines Test-Exzenters (10 a) an dem Stab (10) befestigt ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in die Delta-Alpha-Bremse (8) die Antriebswelle (7) und die Ab­ triebswelle (5) geführt und ihre jeweiligen Drehwinkel mechanisch miteinander verglichen werden.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeich­ net, daß die Delta-Alpha-Bremse (8) über eine Bremstrommel (14) verfügt, die an einem Ende verschiebbar mit der Abtriebswelle (5 a) und an dem anderen Ende über eine Gewindeverbindung (16) mit der Antriebswelle (7) verbunden ist.

4. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß beide Wellenenden der Wellen (5) und (7) in dem Bremsengehäuse (17) der Delta-Alpha-Bremse (8) gelagert sind.

5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß im Bremsengehäuse (17) Bremsbacken (18) schwimmend zwischen zwei Anschlägen (19) gelagert sind.

6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Lastschalter (9) in der Antriebseinrich­ tung direkt am Ort der zu messenden Kraft an dem Trägerwagen (1) angeordnet ist.

7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Schubstange (3 a) zur Funktionsüberprüfung der Delta-Alpha-Bremse (8) mittels des Test-Exzenters (10 a) in unterschiedlicher Länge am Stab (10) befestigt wird.