DE3636053C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Hebelgetriebe zum Aus- und Einfahren von Flügelvorderkantenklappen - sogenannte Slats - eines Flugzeugs gemäß dem Gattungsbegriff des Anspruchs 1.

Solche Ausfahreinrichtungen sind in den verschiedensten Ausführungsfor­ men bekannt. Durch die DE-OS 33 21 128 ist eine solche Ausfahreinrich­ tung - ebenfalls für Slats als Hochauftriebseinrichtung - bekannt gewor­ den. Hier wird von einer hydraulischen oder elektrischen Antriebsein­ richtung über eine Mehrzahl von Antriebswellen eine Reihe von Slats bzw. Vorflügelpaneele ein- und ausgefahren. Die Antriebswellen rotieren mit hoher Geschwindigkeit und erfordern daher eine Geschwindigkeitsreduzier­ einrichtung, damit der Ausfahrantriebsmechanismus für die Slats mit einer wesentlich geringeren Geschwindigkeit bei einem erhöhten Ausgangs­ drehmoment betrieben werden kann. In der ausgefahrenen Position werden die zahlreichen, nebeneinander mit Abstandsspalten angeordneten Slats mittels eines Paares von bogenförmig verlaufenden Mitnehmerführungs­ schienen gehalten, die nach hinten durch eine Öffnung bzw. Ausfräsung in dem Vorderflügelholm vorstehen. Das heißt, der Vorderflügelholm ist durchbrochen und deshalb erfordern solche Durchbrechungen spezielle Ab­ dichtungen, da ja der Flügelhohlraum als Kraftstofflager benutzt wird.

Abgesehen von dem hohen Aufwand an Bauelementen und damit auch an Gewicht können diese Slats nur mit reduzierter Geschwindigkeit und nicht positionsgenau ausgefahren werden, weil unter anderem auch die in den Ausfahrkurvenschienen laufenden Rollen bei der auftretenden hohen Belastung nicht rollen, sondern rutschen.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die nicht nur die vorgenannten Nachteile weitgehend beseitigt, sondern Slats schafft, die während des ganzen Flugbereichs als operationelle Klappen mit hoher Geschwindigkeit gefahren werden können.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 aufgezeigten Maßnahmen gelöst. In den Unteransprüchen sind vorteilhafte Ausgestaltungen und Varianten angegeben und in der nachfolgenden Beschreibung sind Ausfüh­ rungsbeispiele erläutert sowie in den Figuren der Zeichnung skizziert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Tragflügel mit abgehobener Oberhaut und Anordnung der erfindungsgemäßen Ausfahreinrichtungen eines Ausführungsbeispie­ les mit Elektromotor und Übertragungswelle als Antrieb,

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht einer Ausfahreinrichtung mit einge­ fahrener Flügelvorderkantenklappe (Slat) bei abgehobener Flügel- und Klappenoberhaut und hydr. Kolbenantrieb,

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht gemäß Fig. 2 mit ausgefahrener Flügelvorderkantenklappe und abgehobener Oberhaut,

Fig. 4 eine Draufsicht auf die Einrichtung gemäß Fig. 2 in einem Flügel- und Klappenausschnitt.

Alle nachfolgend beschriebenen Ausführungsbeispiele sind als Aus- und Einfahreinrichtungen für Flügelvorderkantenklappen 1 - sogenannte Slats - zu bezeichnen, die zu einzelnen, wenigen gleichgearteten Baueinheiten zusammengefaßt sind, welche mittels eines Mehrgelenkgetriebes das Aus­ fahren dieser Slats auch bei hohen Geschwindigkeiten ermöglichen. Hier­ bei ist die Ausfahrgeschwindigkeit der Klappen sehr hoch, die etwa bei 20° pro sec. Winkelweg liegt. Das heißt, die Konstruktion der Aus- und Einfahreinrichtung ist so konzipiert, daß die über die gesamte Länge des Tragflügels sich erstreckende Vorderkantenklappe trotz der sehr hohen Belastung - vor allem bei hohen Geschwindigkeiten - als hochgenaue Operations- bzw. Steuerelemente arbeiten.

Für Hochleistungsflugzeuge sind an solche Klappen und ihren Ausfahr­ mechanismen eine Reihe von Forderungen gestellt. Einmal muß natürlich die hohe Belastung aufgenommen werden können und zum andernmal muß aber auch eine hochgenaue schnelle Klappensteuerung möglich sein. Beim bis­ herigen Stand der Technik ist dies nicht gegeben, ohne einen erheblichen Gewichts- und Bauelementenaufwand in Kauf zu nehmen. Da beim Stand der Technik der Vorderholm durch relativ große Ausfräsungen geschwächt wird, müssen von Anfang an stärkere und daher schwerere Profile gewählt wer­ den. Weiterhin kommen die in einer Führungsbahn ablaufenden Rollen des Ausfahrmechanismus bei der auftretenden hohen Belastung im hohen Ge­ schwindigkeitsbereich ins Rutschen, so daß eine genaue Steuerung für Operationszwecke nicht gegeben ist. Die Lösung all dieser Probleme soll nachstehend an zwei Ausführungsbeispielen erläutert werden.

In Fig. 1 ist ein seiner Oberhaut entledigter Tragflügel 100 gezeigt, dessen über die gesamte Flügellänge durchgehender Slat 1 von drei zu einer Baueinheit zusammengefaßten Aus- und Einfahrvorrichtungen 101 gehalten und gesteuert wird. Es handelt sich hier um ein Ausführungs­ beispiel, bei dem als Antriebseinheit ein Rotationsgetriebe 103 mit vorgeschaltetem Motor dient, der eine über alle Aus- und Einfahrvorrich­ tungen 101 führende Welle 104 in Rotation versetzt. Die Rotationsge­ schwindigkeit weist eine hohe Drehzahl auf. Das Mehrgelenkgetriebe, das nachfolgend beschrieben wird, wird über einen Exzenter 105 mit Lenker bewegt. In Fig. 1 ist - wie bereits erwähnt - die Oberhaut von Trag­ flügel 100 und Flügelvorderkantenklappe 1 aber auch der Vorderholm 102 nicht gezeichnet. Die Slatvorderkante trägt das Bezugszeichen 10.

In der Fig. 2 ist nun in perspektivischer Draufsicht eine von einem hydraulischen oder pneumatischen Kolben oder mit einer Spindel betriebe­ ne Aus- und Einfahrvorrichtung 101 gezeigt. An dem Vorderholm 102 sind zwei sogenannte Flügelrippen 8 angeschweißt oder anderweitig starr be­ festigt. Diese Flügelrippen 8 nehmen das komplette Hebelgetriebe und die damit verbundene Flügelvorderkantenklappe 1 bzw. den Slat auf. Die Bewe­ gungsübertragung auf den Slat 1 erfolgt durch einen Lenker 2, beispiels­ weise Sarmastange, die mit seinem vorderen Ende an der Slatlagerung A und mit seinem hinteren Ende am Drehpunkt B eines Hebels 3 angelenkt ist. Dieser Hebel 3 ist mit seinem oberen Ende um die Achse C drehbeweg­ lich in dem Flügelrippenpaar 8 gelagert und mit seinem am unteren Ende befindlichen Lagerbolzen D in teilkreisförmigen Ausnehmungen 9 in den Flügelrippen 8 geführt. An dem Bolzen D ist ferner ein zweiarmiger Hebel 5 angelenkt, an dessen oberen Ende die Wellenlagerung E für den hydrau­ lischen Kolbenantrieb und die Slatrippen 4 angeordnet sind. Hier muß eingefügt werden, daß nur eine der Aus- und Einfahrvorrichtungen 101 mit einem hydraulischen Kolbenantrieb versehen ist. Im gezeigten Ausfüh­ rungsbeispiel ist es die an der Tragflügelspitze als letzte Baueinheit angeordnete Vorrichtung. Es kann natürlich auch die mittlere oder sonst speziell geeignete Ausfahrvorrichtung 101 sein. Das untere Ende des Hebels 5 ist mit seinem Lagerbolzen F an einem weiteren Lenker 7 angelenkt, der seinerseits über den Lagerbolzen G mit der jeweiligen Flügelrippe 8 verbunden ist. Hiermit ist ein aus wenigen Elementen bestehendes Getriebe geschaffen, das, wie zahlreiche Tests beweisen konnten, nicht nur die hohen Belastungen problemlos aufnehmen konnte, sondern vor allem eine hochgenaue operationelle Slateinstellung erlaubt.

In der Fig. 3 ist die vorbeschriebene Ausführungsform in der ausgefah­ renen Stellung gezeigt und in der Fig. 4 ein Flügelausschnitt mit einer Aus- und Einfahrvorrichtung 101 in der Draufsicht bei abgehobener Flügel- und Klappenoberhaut und in eingefahrener Slatstellung gezeigt. Zu erwähnen ist, daß die vorbeschriebene Konzeption auch auf sogenannte "Flaps" anwendbar ist und außerdem diese Konzeption so gehalten werden kann, daß "negative Positionsstellungen" des Slats möglich sind.

Claims (4)

1. Hebelgetriebe zum Aus- und Einfahren von Flügelvorderkantenklap­ pen eines Flugzeugs, die sich über die gesamte Tragflügellänge erstrec­ ken und die am Vorderholm des Haupttragflügels gelagert und von einer Antriebseinrichtung verstellbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Hebelgetriebe an jeweils zwei parallele, am Vorderholm (102) des Tragflügels (100) nebeneinander befestigte und nach vorn ragende Flügel­ rippen (8) gelagert ist, wobei an den Flügelrippen (8) ein Hebel (3) um eine zur Ausfahrrichtung der Flügelvorderkantenklappen (1) senkrechte Achse (C) schwenkbar gelagert ist, daß das freie Ende des Hebels (3) mit einem Lenker (2) gelenkig verbunden ist, der an der Flügelvorderkanten­ klappe (1) angelenkt ist und daß am freien Ende des Hebels (3) um einen Lagerbolzen (D) ein zweiarmiger Hebel (5) schwenkbar gelagert ist, des­ sen eines Ende an einer Klappenrippe (4) und dessen anderes Ende an einem Lenker (7) angelenkt ist, welch letzterer schwenkbar mit den Flügelrippen (8) verbunden ist.

2. Hebelgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebskraft für das Ausfahren der Flügelvorderkantenklappen (1) bei Verwendung eines hydraulischen Kolbens auf den zweiarmigen Hebel (5) erfolgt.

3. Hebelgetriebe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebskraft für das Ausfahren der Flügelvorderkantenklappen (1) bei Verwendung eines hydraulischen Kolbens auf das freie Ende des Hebels (3) erfolgt.

4. Hebelgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebskraft für das Ausfahren der Flügelvorderkantenklappen (1) bei Verwendung eines Rotationsgetriebes (103) und einer für alle Ausfahrvor­ richtungen (101) gemeinsamen Welle (104), jeder Hebel (3) an einem auf der Welle (104) angeordneten Exzenter (105) mit dem Lagerbolzen (D) verbunden ist.