DE602005001511T2

DE602005001511T2 - Detektionvorrichtung zur Lastübertragung mit einem Scherstift

Info

Publication number: DE602005001511T2
Application number: DE602005001511T
Authority: DE
Inventors: Isabelle Port-Robach; Raphael Medina; Rui Amarix; Christian Dorval
Original assignee: Goodrich Actuation Systems SAS
Current assignee: Goodrich Actuation Systems SAS
Priority date: 2004-01-21
Filing date: 2005-01-18
Publication date: 2008-03-06
Anticipated expiration: 2025-01-19
Also published as: EP1557588B1; DE602005001511D1; FR2865254A1; FR2865254B1; EP1557588A1; ES2287879T3

Description

Die Erfindung betrifft die "fail-safe" ("ausfallsicher") benannten Betätigungsglieder, das heißt, die Betätigungsglieder, deren Befestigung am Flugzeug und deren Struktur verdoppelt ist, um deren Sicherheitsniveau zu steigern.
Die Schraubspindelsysteme zur Betätigung eines beweglichen Organs eines Luftfahrzeuges verfügen im allgemeinen über zwei Befestigungen: eine Befestigung, die Befestigung am Flugzeug genannt ist, mit der die Spindel mit der Struktur des Luftfahrzeuges verbunden ist, und eine Befestigung, die Befestigung an der Struktur genannt ist, mit der die Spindel über eine Mutter mit dem zu betätigenden, beweglichen Organ verbunden ist.
Im normalen Betrieb sind die Verbindungen der Spindel am Luftfahrzeug (Befestigung am Flugzeug) und der Spindel am beweglichen Organ (Befestigung an der Struktur) jeweils durch Wege sichergestellt, die Primärwege genannt werden. Im Fall des Ausfalls des Primärweges einer Befestigung wird dann die Verbindung mit einem Hilfsweg hergestellt, der Sekundärweg genannt wird.
Man kennt so Systeme von Betätigungsgliedern, die auf Höhe der Befestigung an der Struktur ein zusätzliches Sicherheitsniveau in der Anwesenheit einer zweiten Mutter (Sekundärmutter) umfassen, die, von der Spindel um ein geringes Spiel während des Normalbetriebes getrennt, die Last der Primärmutter im Fall des Ausfalls dieser letztgenannten übernimmt.
Die Erfindung betrifft mehr im einzelnen die Systeme zur Erfassung des Ausfalls einer Befestigung während des Lastüberganges vom Primärweg auf den Sekundärweg.
In Fall der Befestigung an der Struktur betrifft die Erfindung so das Erfassen des Überganges der Last von der Primärmutter auf die Sekundärmutter.
Die Erfindung findet ihre Anwendung bei Spindelbetätigungsgliedern, zum Beispiel, wenn diese Betätigungsglieder für die Ausrichtung einer regulierbaren Horizontalebene (PHR) des Luftfahrzeuges benutzt werden.
Eine zwar eine Sicherheit bietende "faile-safe"-Vorrichtung bietet dennoch immer noch die Gefahr, dass ein Betrieb, der alleine noch auf dem Sekundärweg beruht (zum Beispiel auf der Sekundärmutter im Fall der Befestigung an der Struktur), nach dem Ausfall des Hauptweges (die Hauptmutter) nicht erfasst wird.
Die Vorrichtung umfasst nun nicht mehr ihr zusätzliches Sicherheitsniveau und verliert dadurch ihr anfängliches Interesse.
Man trachtet hier danach, diese Betriebsart möglichst schnell zu signalisieren, um einen Betrieb mit lauernder Panne zu vermeiden.
In dieser Art von Vorrichtung hat man in typischer Weise für die Befestigung an der Struktur Sekundärmuttern herangezogen, die imstande sind, sich bei der Arbeit mit der Spindel festzufressen, so dass sie nicht weiter fortfahren können, die Funktion der Bewegungsübertragung zu erfüllen.
Dieses Festfressen läuft allerdings oft Gefahr, nicht aufzutreten. Die Kräfte während des Fluges können zum Beispiel nicht genügend groß sein, damit sich die Sekundärmutter bei der Berührung mit der Spindel festfrisst.
Die Anmelderin hat in ihrer Patentanmeldung EP 1 398 541 , die zum Stand der Technik nach Artikel 54(3) EPÜ gehört, einen Betätigungszylinder eines beweglichen Organs vorgeschlagen, der einen abreißbaren Zapfen umfasst, der für die Erfassung eines Lastüberganges auf Höhe der Befestigung an der Struktur von einer elektrischen Verbindung durchlaufen wird. Der Lastübergang vom Primärweg auf den Sekundärweg ruft das Abreißen des Zapfens und eine Unterbrechung der elektrischen Verbindung hervor, die ihn durchquert.
Wenn ein solches System mit abreißbarem Zapfen auch die Erfassung des Lastüberganges auf den Sekundärweg auf den Ausfall des Primärwegs hin gestattet, ist es doch nicht nachkontrollierbar.
Nun kann es die Nachkontrollierbarkeit in allgemeiner Weise gestatten, sich leicht vom guten Zustand der Funktion des Erfassungssystems des Lastüberganges zu versichern, und besonders davon, dass die Stücke, die es bilden, nicht festsitzen, oder dass die elektrische Verbindung, die den Zapfen durchläuft, nicht fehlerhaft ist.
Ziel der Erfindung ist es somit, auf Höhe der Befestigung am Flugzeug wie auch der Befestigung an der Struktur, ein System zur Erfassung des Lastüberganges auf den Sekundärweg zu liefern, das nachkontrollierbar ist.
Das Dokument EP 1 283 384 stellt ein Betätigungssystem nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 dar.
Zu diesem Zweck schlägt die Erfindung nach einem ersten Aspekt eine Vorrichtung zur Erfassung der Last einer Schraubenspindel eines Betätigungs gliedes eines beweglichen Organs von einem Primärweg zu einem Sekundärweg vor, wie sie im Anspruch 1 definiert ist.
Der Funktionszustand der erfindungsgemäßen Vorrichtung könnte regelmäßig kontrolliert werden, wobei die falschen Alarme (Erfassen einer nicht exisitierenden Panne, zum Beispiel infolge der Tatsache einer schadhaften elektrischen Verbindung oder einer schlechten Positionierung der Teile) vermieden werden und das Sicherheitsniveau, das durch die Vorrichtung angeboten wird, erhöht wird (ein Ausfall wird wirksam erfasst, zum Beispiel infolge der Tatsache, dass ein Festfressen der Teile, das die Erfassung neutralisiert, nachgewiesen werden kann).
Nach einem anderen Aspekt, der im Anspruch 13 definiert ist, schlägt die Erfindung ein Betätigungsglied eines beweglichen Organs einer solchen Erfassungsvorrichtung auf Höhe ihrer Anbringung am Flugzeug vor.
Nach einem noch anderen Aspekt, der in Anspruch 17 definiert ist, schlägt die Erfindung ein Betätigungsglied eines beweglichen Organs auf Höhe seiner Anbringung an der Struktur vor.
Andere Ziele, Merkmale und Vorzüge der Erfindung werden bei der nachfolgenden Lektüre der detaillierten Beschreibung ersichtlich, die unter Bezug auf die beigefügten Figuren gemacht ist und in denen:
1 ein Schnitt durch eine erfindungsgemäße Erfassungsvorrichtung während der normalen Funktion eines Schraubenspindelsystems ist;
2 ein Schnitt durch eine erfindungsgemäße Erfassungsvorrichtung nach dem Abreißen des Zapfens infolge eines Ausfalls des Primärwegs einer Befestigung (am Flugzeug oder an der Struktur) des Schraubenspindelsystems ist;
3 ein Schnitt durch eine erfindungsgemäße Erfassungsvorrichtung während der Kontrolle ihres guten Funktionszustandes ist; und
4 ein Schnitt ist, der die Erfassung des Ausfalls des Primärweges der Anbringung am Flugzeug eines Spindel-Betätigungssystems abbildet, das dank einer erfindungsgemäßen, kontrollierbaren Vorrichtung ausgeführt werden kann.
Wie man es schon vorher gesehen hat, umfasst ein Spindel-Betätigungssystem zur Betätigung eines beweglichen Organs eines Luftfahrzeuges zwei Befestigungen: eine Befestigung am Flugzeug, durch welche die Schraubenspindel mit der Luftfahrzeugstruktur (Rumpf) verbunden ist, und eine Befestigung an der Struktur, durch welche die Schraubenspindel über eine Mutter mit dem zu betätigenden, beweglichen Organ verbunden ist.
Jede dieser Befestigungen sieht einen Hilfs-Sekundärweg vor, der dazu geeignet ist, die Last der Schraubenspindel im Fall eines Ausfalls des Primärweges zu übernehmen.
Die Erfassungsvorrichtung nach dem ersten Aspekt der Erfindung kann benutzt werden, um den Ausfall des Primärweges der einen oder anderen Befestigung am Flugzeug oder an der Struktur zu erfassen.
Die folgende Beschreibung der erfindungsgemäßen Vorrichtung betrifft mehr im einzelnen die Befestigung an der Struktur. Man wird indessen verstehen, besonders bei der Prüfung der 4, dass sich diese in gleicher Weise auf die Befestigung am Flugzeug richtet.
Bei normaler Funktion ist die Primärmutter, hier eine Kugelmutter, belastet und stellt die Lastübertragung sicher. Die Primärmutter überträgt zum Beispiel ihre Bewegung auf eine regulierbare Horizontalebene (PHR) eines Flugzeugs.
Man sieht in typischer Weise vor, dass jede der Muttern, die Primärmutter und die Sekundärmutter, eine Verbindung mit dem betätigten Organ aufweist, die zu dieser Mutter gehörig ist.
Der Lastübergang auf die Sekundärmutter erfolgt nun durch Belastung der zur Sekundärmutter gehörigen Verbindung und durch Entlastung der zur Primärmutter gehörigen Verbindung.
Die Sekundärmutter weist, angesichts der Teilung der Mutter, ein Spiel auf, das ausreicht, um im Fall der Normalfunktion, wo die Primärmutter die Last übernimmt, nicht belastet zu werden.
Auf einen Ausfall des Primärwegs hin übernimmt der Sekundärweg unter Zwischenwirkung der Sekundärmutter die Last. Die Sekundärmutter wird dann mechanisch auf den Wirkungsweg der Lasten zwischen der Struktur des Flugzeugs und dem beweglichen Organ gebracht und tritt mit der Schraubenspindel in Berührung.
Unter Bezugnahme auf die 1, 2 und 3 umfasst die Vorrichtung nach einer möglichen Ausführungsform des ersten Aspekts der Erfindung einen abreißbaren Zapfen 1, der auf Höhe der Befestigung an der Struktur eines Schraubenspindel-Betätigungssystems montiert ist, um auf diese Weise ein Teil zu durchqueren, das mit dem Sekundärweg verbunden ist, und ein anderes Teil, das mit einem Organ verbunden ist, das fest mit dem Primärweg verbunden ist, zu durchsetzen.
Der Zapfen 1 ist im wesentlichen zylindrisch und erstreckt sich in Längsrichtung längs seiner Hauptachse 14.
Das genannte Teil, das mit dem Sekundärweg verbunden ist, ist hier ein Drehzapfen 2 der Sekundärmutter (nicht dargestellt).
Das genannte andere Teil, das mit einem fest am Primärweg angeordneten Organ verbunden ist, ist hier ein Support 3, dessen einer, unterer Teil fest mit einer Übertragungsplatte 5 verbunden ist, die die eigentliche Verbindung der Primärmutter sicherstellt.
Die genannte Übertragungsplatte 5 umgibt mit geringem Spiel (dargestellt durch die Pfeile 4) den Drehzapfen 2 der Sekundärmutter.
Der Drehzapfen 2 weist auf einer Außenfläche eine Ausnehmung auf, in die das eine der Enden (unteres Ende 10) des Zapfens 1 eindringt, eine Ausnehmung, deren Umfangsrand vom unteren Teil des genannten Supports 3 umgeben ist, der fest mit der Übertragungsplatte 5 verbunden ist.
Der Zapfen 1 weist so eine Zone der Berührung mit dem unteren Teil des genannten Supports 3 auf, wobei diese Zone des Zapfens 1 vorteilhafterweise einen zu brechenden Abschnitt 6 aufweist, der während einer Relativbewegung zwischen dem Support 3 und dem Drehzapfen 1 abgeschert werden kann.
Das untere Ende 10 des Zapfens 1 weist einen Querschnitt auf, dessen Durchmesser größer ist als der des Querschnitts des Teils des Zapfens, der den Support 3 durchsetzt, und zwar auf eine solche Weise, dass das genannte untere Ende des Zapfens im Drehzapfen 2 zurückgehalten werden kann, wenn dieser in Anschlag gegen den Support 3 läuft.
Der Support 3 erstreckt sich auch längs der Hauptachse 14 des Zapfens, und zwar derart, dass er ein zylindrisches Rohr bildet, das die erfindungsgemäße Erfassungsvorrichtung umgibt.
Das genannte Rohr umfasst vorteilhafterweise einen Deckel 9, der es insbesondere gestattet, dass das Aufrechterhalten der Montage der erfindungsgemäßen Vorrichtung sichergestellt ist, sowie ihr Schutz gegenüber der Außenumgebung.
Der Zapfen 1 weist an seinem Ende, das dem entgegengesetzt ist, das in die Ausnehmung des Drehzapfens 2 eindringt, eine Umfangsausstülpung (obere Platte 7) auf, die vom unteren Teil des Supports 3 längs der Achse 14 durch ein erstes elastisches Rückstellorgan zurückgedrückt werden kann, das zwischen der genannten oberen Platte 7 und dem oberen Teil des Supports 3 angeordnet ist.
Bevorzugt ist das genannte erste elastische Rückstellorgan eine wendelförmige Feder 8, die den Zapfen umgibt.
Während der normalen Funktion des Betätigungssystems wird die obere Platte 7 unbeweglich gehalten, wobei die Kraft zum Ausdehnen der ersten Feder 8 durch die Schulter neutralisiert wird, die am unteren Ende 10 des Zapfens 1 vorliegt, die in Anschlag auf dem unteren Teil des Supports 3 gelangt.
Eine Lastübertragung auf den Sekundärweg ist begleitet von einer Relativbewegung (die durch das eingerichtete Spiel autorisiert wird) zwischen der Übertragungsplatte 5 und dem Drehzapfen 2.
Diese Relativbewegung führt eine Scherung zwischen den Teilen herbei, die von Zapfen 1 durchsetzt sind, und demnach ein Abreißen des Zapfens 1 auf Höhe des genannten Abschnitts 6 (siehe 2).
Unter der Wirkung der ersten Feder 8 wird der Teil des Zapfens, der die obere Platte 7 umfasst, nun vom Teil des Zapfens abgehoben, das im Drehzapfen 2 verbleibt (unteres Ende 10), und zwar gemäß einer Translationsbewegung längs der Achse 14.
Bevorzugt umfasst der Zapfen 1 auf Höhe der Zone, die vom Support 3 umgeben ist, eine Führung 11, die es gestattet, es zu vermeiden, dass "Grate", die vom Abreißen des Zapfens herrühren, die Trennung des Zapfens in zwei Teile blockieren können.
Die Erfassungsvorrichtung nach einer möglichen Ausführungsform der Erfindung umfasst außerdem eine untere Platte 12, die den Zapfen 1 umgibt, indem sie zwischen der oberen Platte 7 des genannten Zapfens 1 und dem unteren Teil des Supports 3 eingeschachtelt ist.
Die obere 7 und untere Platte 12 weisen so einander gegenüberliegende Flächen auf.
Die untere Platte 12 ist mit dem unteren Teil des Supports 3 durch ein zweites, elastisches Rückstellorgan 13 verbunden, das geeignet ist, die untere Platte 12 gegen die obere Platte 7 derart zu drücken, dass Elemente 14, 15, die jeweils mit der genannten oberen 7 und unteren Platte 12 verbunden sind, während der normalen Funktion des Betätigungssystems in Kontakt stehen (wenn der Primärweg unter Last gesetzt wird).
In alternativer Weise können die genannten Elemente 14, 15, die mit den Platten 7, 12 verbunden sind, auch um einen vordefinierten Abstand voneinander entfernt sein.
Das genannte zweite elastische Rückstellorgan ist bevorzugt eine wendelförmige Feder 13, die den Zapfen umgibt.
Die Federn 8, 13 sind derart dimensioniert, dass die untere 12 und obere Platte 7 getrennt sind (oder mindestens um einen Abstand auseinandergesetzt, der größer ist als der vorgenannte vordefinierte Abstand):

• im Fall des Abreißens des Zapfens, wenn, unter Wirkung der ersten Feder 8, der Teil des Zapfens, der die obere Platte 7 enthält, vom unteren Teil des Supports 3 getrennt und somit von der unteren Platte 12 wegbewegt wird; und
• im Fall der Aufbringung einer Kraft auf die untere Platte 12, die die zweite Feder 13 unter Spannung setzt, so dass die untere Platte 12 rund um den Zapfen 1 längs der Achse 14 gleitet, indem sie an den unteren Teil des Supports 3 angenähert wird und demnach von der oberen Platte 7 entfernt wird.

Die Erfassungsvorrichtung umfasst Mittel zum Erfassen des Abreißens des Zapfens 1, die geeignet sind, zu bestimmen, dass die genannten Platten 12, 13 getrennt sind (oder zumindest um einen Abstand entfernt sind, der größer ist als der vorbestimmte, der sie in der normalen Funktionsweise trennt).
Hierzu können die Mittel zum Erfassen des Abreißens mindestens ein Paar Messfühler umfassen, wobei jeder der Messfühler 14, 15 eines Paares auf jeder der Platten 7, 12 jeweils so angeordnet ist, dass sie sich paarweise gegenüberliegen.
Die Mittel zum Erfassen des Abreißens umfassen auch Mittel (zum Beispiel in der Form einer Überwachungsvorrichtung 16), die geeignet sind, es zu bestimmen, ob die Entfernung der Messfühler normal oder regelwidrig ist.
Verschiedene Technologien von Messfühlern können benutzt werden. Man kann zu diesem Zweck in nicht einschränkender Weise Halleffekt-Messfühler, Induktionsmessfühler und LVDT-Messfühler (LVDT sind die Initialien des angelsächsischen Ausdrucks Linear Variable-Differential Transformer" für Diffentieller Transformator mit linearer Variation) benennen.
Im Fall des Abreißens des Zapfens legt, unter Wirkung der ersten Feder 8, der Teil des Zapfens, der die obere Platte 7 umfasst, längs der Achse 4 eine Translationsbewegung zurück. Ein Messfühler kann somit benutzt werden, um diese Translationsbewegung und demzufolge das Abreißen des Zapfens zu erfassen.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, die durch die Figuren dargestellt ist, sind die Messfühler 14, 15 elektrische Kontakte, die jeweils durch eine elektrische Verbindung mit der Überwachungsvorrichtung 16 verbunden sind.
Die genannten Messfühler stellen so eine elektrische Kontinuität sicher, wenn die Platten miteinander in Kontakt stehen.
Die Wegbewegung der Platten voneinander (infolge eines Abreißens des Zapfens oder eines Setzens der zweiten Feder 13 unter Spannung) wird den Fluss des elektrischen Stromes, der durch die Überwachungsvorrichtung 16 überwacht wird, unterbrechen.
Die Erfassungsvorrichtung umfasst auch Mittel, um – ohne Bruch des Zapfens – sich von der Funktion der genannten Mittel zum Erfassen des Abreißens zu vergewissern.
Nach einer möglichen Ausführungsform umfassen diese Mittel zum Vergewissern einen im wesentlichen zylindrischen Druckknopf 17, der längs der Achse 14 mit Hilfe des Deckels 9 geführt ist.
Das eine der Enden (oberes Ende) des Knopfes 17 steht vorteilhafterweise über den Deckel 9 hinaus, während das andere Ende eine Halteplatte 18 aufweist, die über der oberen Platte 7 angeordnet ist.
Während des Abreißens des Zapfens 1 wird die obere Platte 7 unter Wirkung der ersten Feder 8 zurückgeschoben und schlägt nun gegen die Halteplatte 18 des Druckknopfes 17 an. Wie dies noch mehr im einzelnen in 2 dargestellt ist, wird nun auch die Halteplatte 18 bis zum Anhalten der Bewegung der oberen Platte 7 zurückgeschoben.
Die genannte Halteplatte 18 ist in der Form von Fingern 19 verlängert, die durch Öffnungen hindurch laufen, die zu diesem Zweck in die obere Platte 7 eingebracht sind, und gelangen mit der Fläche der unteren Platte 12 in Berührung, die der oberen Platte 7 umgewandt ist.
Die Aufbringung einer Kraft (zum Beispiel durch eine Bedienungsperson) auf des obere Ende des Druckknopfes 17 gestattet so, die Finger 19 auf der Oberfläche der unteren Platte 12 aufzusetzen, indem man die zweite Feder 13 unter Spannung setzt.
Die untere Platte 12 kann so gegen den unteren Teil des Supports 3 derart zurückgeschoben werden, dass die Platten 7, 12 voneinander wegbewegt werden (siehe 3).
Die Messfühler 14, 15 sind nun voneinander entfernt, und die Überwachungsvorrichtung 16 wird nun diese außergewöhnliche Entfernung erfassen.
Es ist so möglich, sich, indem man auf den Knopf 17 drückt, vom guten Funktionszustand der Mittel zum Erfassen des Abreißens zu vergewissern, und dies in einer nicht zerstörenden Weise, da der Zapfen ja nicht abgerissen wird.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung gestattet es insbesondere, sicherzustellen, dass die Messfühler und die Überwachungsvorrichtung korrekt funktionieren, oder auch, dass die Teile nicht festsitzen.
Schließlich gestattet die Bestätigbarkeit der erfindungsgemäßen Vorrichtung, bei dieser das Niveau der Sicherheit zu steigern, wobei demzufolge die Gefahr verringert wird, dass ein Lastübergang auf den Sekundärweg nicht unmittelbar erfasst wird.
Wie es besonders offensichtlich ist, kehrt, wenn der Druck auf den Druckknopf 17 nachgelassen wird, die untere Platte 12 unter Wirkung der zweiten Feder 13 wieder in ihre anfängliche Lage zurück und befindet sich die Vorrichtung wieder in der normalen Betriebsweise.
Bevorzugt sind am Knopf 17 Sichtmarkierungen 20, 21 angeordnet (zum Beispiel Streifen mit unterschiedlichen Farben), die es insbesondere gestatten, einen Ausfall durch eine optische Erfassung bei der Überprüfung des genannten Knopfes 17 bestätigt zu erhalten.
In der normalen Betriebsweise (siehe 1) ist, wenn der Primärweg unter Last steht, lediglich die eine 21 der sichtbaren Markierungen zu sehen, während die andere 20 durch den Deckel 9 der erfindungsgemäßen Vorrichtung verdeckt ist.
Infolge des Abreißens des Zapfens 1 (siehe 2) wird wegen der Tatsache des Lastüberganges auf den Sekundärweg der Knopf 17 zurückgeschoben, bis die obere Platte 7 gegen die Anschlagplatte 18 anschlägt, und zwar so, dass die beiden Markierungen 21, 20 nun sichtbar sind. Die Störung kann nun optisch erfasst werden.
Während der Bestätigung (siehe 3), wobei der Knopf 17 gedrückt ist, um auf die untere Platte 12 zu drücken, sind die Markierungen 20, 21 nun alle beide verdeckt. Die Abwesenheit optischer Markierungen ist bezeichnend für diese Funktionsweise.
Es wird auf 4 Bezug genommen; man stellt die Benutzung der erfindungsgemäßen Vorrichtung bei einem Betätigungssystem auf Höhe der Befestigung am Flugzeug dar.
Eine solche Befestigung am Flugzeug ist im allgemeinen über eine primäre Befestigungsstange an der Struktur des Luftfahrzeuges sichergestellt.
Auf Höhe der Anbringung am Flugzeug ist die Schraubenspindel (nicht dargestellt) des Betätigungssystems somit drehbar mit einer Kugel 40 der Befestigungsstange verbunden.
Während der normalen Funktion, wenn der Primärweg unter Last steht, dreht sich die Kugel 40 frei in einem Kugelgelenk, das gebildet ist durch zwei Halbkugel-Gelenkelemente (jeweils ein linkes Halbkugel-Gelenkelement 41 und ein rechtes Halbkugel-Gelenkelement 42), die fest mit dem Sekundärweg verbunden sind.
Das eine der Enden eines Scherungszylinders 45 dringt in die Kugel 40 ein, wobei der genannte Zylinder demzufolge mit einem Teil verbunden ist, das fest mit dem Primärweg verbunden ist.
Ein Wälzelement 44 ist auf Höhe der Berührungszone zwischen der Kugel 40 und dem Zylinder 45 angeordnet, um die Drehung der Kugel im Kugelgelenk zu neutralisieren. Auf diese Weise bietet der Zylinder 45 keine Bewegung gegenüber den Elementen dar, die mit dem Sekundärweg verbunden sind.
Das andere der Enden des Zylinders 45 umfasst Arme, die geeignet sind, um jeweils das untere Ende des Zapfens einer erfindungsgemäßen Erfassungsvorrichtung 50 aufzunehmen.
Mindestens eine erfindungsgemäße Bestätigungsvorrichtung ist auf Höhe der Befestigung mit dem Flugzeug derart angebracht, dass ihr abreißbarer Zapfen einen Support 46, der fest mit dem Halbkugel-Gelenkelement 42 und demnach mit dem Sekundärweg verbunden ist, und einen der Arme des genannten Zylinders 45 durchsetzt.
Bevorzugt und wie das in der 4 dargestellt ist, sind zwei erfindungsgemäße Vorrichtungen 50 für das Erfassen eines möglichen Ausfalls des Primärwegs benutzt.
Während der normalen Funktion und in Abwesenheit einer Relativbewegung zwischen dem Zylinder 45 und dem Support 46 steht die Erfassungsvorrichtung nicht unter Beanspruchung.
Dagegen gelangt, wenn die Last vom Primärweg auf den Sekundärweg 43 übergeht, die Kugel 40 in Berührung mit den Halbkugel-Gelenkelementen 41, 42, und zwar infolge der Tatsache der Zug- oder Kompressionskräfte auf die Spindel.
Die Berührung der Kugel 40 auf dem Halbkugel-Gelenkelement 42 wird nun eine Relativbewegung zwischen dem Scherungszylinder 45 und dem Support 46 erzeugen, und zwar derart, dass der Zapfen auf Höhe seiner Bruchzone abgerissen wird.
Die erste Feder wird nun die obere Platte von der unteren Platte entfernen, was die Erfassung des Lastübergangs auf den Sekundärweg auf Höhe dieser Befestigung am Flugzeug nach sich ziehen wird.
Man weist hier darauf hin, dass sich die Erfindung ebenfalls auf Betätigungsglieder eines beweglichen Organs beziehen, das eine Erfassungsvorrichtung umfasst wie diese, die Gegenstand der voranstehenden Beschreibung bildet, und zwar auf Höhe ihrer Befestigung am Flugzeug und ihrer Befestigung an der Struktur.

Claims

Vorrichtung zur Erfassung des Lastüberganges einer Schraubenspindel eines Betätigungsgliedes eines beweglichen Organs von einem Primärweg zu einem Sekundärweg, wobei der Sekundärweg dazu eingerichtet ist, die Last der Spindel im Falle des Ausfalls des Primärwegs zu übernehmen, wobei die genannte Vorrichtung einen Abreißstift (1) umfasst, der ein erstes Teil (2), das mit dem Sekundärweg verbunden ist, und ein zweites Teil (3) durchsetzt, das mit einem Organ (5) verbunden ist, das fest mit dem Primärweg verbunden ist, so dass ein Übergang der Last zum Sekundärweg sich in eine Scherung zwischen den genannten Teilen (2, 3) übersetzt, die vom Stift (1) durchsetzt sind, die das Abreißen des genannten Stiftes (1) hervorruft, und wobei die genannte Vorrichtung dadurch gekennzeichnet ist, dass sie umfasst: • Mittel (14, 15, 16) zum Erfassen des Abreißen des Stiftes, was gestattet, einen Ausfall des Primärweges zu bestimmen, und • Mittel zur Bestätigung der Funktion der genannten Mittel zum Erfassen, ohne Abreißen des Stiftes (1), derart, dass man sich vom guten Zustand des Stiftes überzeugt.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Abreißstift (1) ein oberes Plateau (7) umfasst, und dass ein erstes, elastisches Rückstellorgan (8), das sich einerseits auf dem genannten oberen Plateau (7) und andererseits auf dem genannten zweiten Teil (3) abstützt, das mit einem fest mit dem Primärweg verbunden Organ verbunden ist, über dem Stift (1) eine Spreizkraft erzeugt, so dass das Abreißen des Stiftes (1) eine Spreizung der beiden Teile des Stiftes (1) hervorruft, die durch das Abreißen getrennt werden.
Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass sie außerdem umfasst: • ein unteres Plateau (12), das den Stift (1) umgibt und zwischen dem genannten oberen Plateau (7) und dem genannten zweiten Teil (3) angeordnet ist, und • ein zweites, elastisches Rückstellorgan (13), das sich auf dem genannten unteren Plateau (12) und dem genannten zweiten Teil (3) abstützt, so dass das genannte obere (7) und untere Plateau (12) voreinander entfernt werden können, wenn – im Falle des Abreißens des Stiftes (1) unter der Wirkung des genannten ersten Rückstellorgans (8) der Teil des Stiftes (1), der das obere Plateau (7) umfasst, vom genannten zweiten Teil (3) entfernt wird, und – im Falle der Aufbringung einer Kraft auf das untere Plateau (12), die das genannten zweite Rückstellorgan (13) unter Spannung setzt, das untere Plateau (12) an das genannte zweite Teil (3) angenähert wird.
Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die genannten Erfassungsmittel umfassen: • Messfühler, wobei jeder der Messfühler (14, 15) eines Messfühlerpaares auf einem des genannten unteren (12) und oberen Plateaus (7) derart angeordnet sind, dass die genannten Messfühler (14, 15) nebeneinander sind; und • Mittel (16), die geeignet sind, es zu bestimmen, ob die Entfernung der Messfühler regulär ist oder nicht.
Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Entfernung zwischen den Messfühlern als nicht regulär angesehen wird, sobald die Entfernung zwischen den Messfühlern (14, 15) infolge der Tatsache des Abreißen des Stiftes (1) oder der Aufbringung einer ausreichenden Kraft auf das untere Plateau (12) zugenommen hat.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die reguläre Entfernung der Messfühler die einer Entfernung Null ist, wobei die genannten Messfühler (14, 15) nur durch einen Bruch des Stiftes (1) oder die Aufbringung einer ausreichenden Kraft auf das untere Plateau (12) auseinandergebracht werden.
Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Messfühler elektrische Kontakte (14, 15) sind, und dass die genannten Mittel (16), die geeignet sind, zu bestimmen, ob die Entfernung zwischen den Messfühlern regulär ist oder nicht, Mittel zum Erfassen der Unterbrechung einer elektrischen Verbindung sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die genannten Mittel zur Bestätigung der Erfassungsmittel Mittel umfassen, die es gestatten, die Messfühler (14, 15) voneinander zu entfernen, um sich auf diese Weise zu vergewissern, dass die genannten Mittel zur Erfassung eine nicht reguläre Entfernung der Messfühler gut identifizieren.
Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die genannten Mittel, die es gestatten, die Messfühler (14, 15) voneinander zu entfernen, einen Druckknopf (17) umfassen, der betätigt werden kann, um derart auf das untere Plateau (12) zu drücken, dass das untere Plateau (12) vom oberen Plateau (7) entfernt wird, indem man das zweite Rückstellorgan (13) unter Spannung setzt.
Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckknopf (17) ein Halteplateau (18) umfasst, gegen das das obere Plateau (7) infolge des Abreißens des Zapfens (1) stößt.
Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckknopf (17) sichtbare Markierungen (20, 21) umfasst, die eine optische Erfassung einer normalen Funktion oder eines Ausfalls des Primärweges gestatten.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das genannte erste und zweite elastische Rückstellorgan wendelförmige Federn (8, 13) sind, die den Stift (1) umgeben, und dass das genannte erste Rückstellorgan (8) das genannte zweite Rückstellorgan (13) umgibt.
Stellglied zur Betätigung eines beweglichen Organs, umfassend: • eine Schraubenspindel und eine Anbringungsstruktur, durch welche die Schraubenspindel mit dem beweglichen Organ verbunden ist, wobei die genannte Anbringungsstruktur dadurch verdoppelt ist, dass sie einen Primärweg und einen Sekundärweg zur Betätigung des genannten Organs umfasst, wobei der genannte Sekundärweg dazu vorgesehen ist, einen Ausfall des Primärwegs zu ersetzen, wobei zwei Muttern, von denen eine eine Primärmutter und eine eine Sekundärmutter ist, hierzu rund um die Schraubenspindel in Eingriff stehen und jeweils mit dem beweglichen Organ über eine eigene Verbindung verbunden sind, und wobei die Sekundärmutter dazu ausgebildet ist, die Last der Schraubenspindel im Falle des Ausfalls der Primärmutter zu übernehmen, und • einen abreißbaren Stift (1), der einen Lagerzapfen (2) der Sekundärmutter und einen unteren Teil eines Supports (3) durchsetzt, der mit einer Übertragungsplatte (5) verbunden ist, die fest mit der eigentlichen Verbindung der Primärmutter mit dem beweglichen Organ verbunden ist, so dass ein Lastübergang auf den zweiten Weg sich in eine Scherung zwischen dem Lagerzapfen (2) und dem genannten Support (3) übersetzt, die das Abreißen des genannten Stiftes (1) hervorruft, wobei das genannte Stellglied dadurch gekennzeichnet ist, dass es Mittel (14, 15, 16) zur Erfassung des Abreißen des Stiftes (1), die es gestatten, einen Ausfall des Primärweges zu bestimmen, und Mittel zur Bestätigung der Funktion der genannten Erfassungsmittel ohne Abreißen des Stiftes umfaßt, um sich auf diese Weise vom guten Funktionszustand des Stiftes (1) zu versichern.
Stellglied nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Lagerzapfen (2) eine Ausnehmung darbietet, in die das eine der Enden des Stiftes (1) eindringt, wobei der Umfangsrand der genannten Ausnehmung vom genannten unteren Teil des Supports (3) abgedeckt wird, der fest mit der Übertragungsplatte (5) verbunden ist.
Stellglied nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der abreißbare Stift (1) ein oberes Plateau (7) an dem seiner Enden umfasst, das nicht in den Lagerzapfen (2) eindringt, und dass ein erstes, elastisches Rückstellorgan (8), das sich einerseits auf dem genannten, obere Plateau (7) und andererseits auf dem genannten, unteren Teil des Supports (3) abstützt, auf dem Stift (1) eine Trennkraft erzeugt, so dass das Abreißen des Stiftes (1) ein Auseinanderbewegen der beiden Teile des Stiftes (1) hervorruft, die durch das Abreißen getrennt wurden.
Stellglied nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass es außerdem umfasst: • ein untere Plateau (12), das den Stift (1) umgibt und zwischen dem genannten oberen Plateau (7) und dem genannten unteren Teil des Supports (3) angeordnet ist, und • ein zweites elastisches Rückstellorgan (13), das sich auf dem genannten unteren Plateau (12) und dem genannten unteren Teil des Supports (3) derart abstützt, dass das genannte obere (7) und untere Plateau (12) voneinander entfernt werden können, wenn: – im Falle des Abreißens des Stiftes (1) unter Wirkung des genannten, ersten Rückstellorgans (8) der Teil des Stiftes (1), der das obere Plateau (7) umfasst, vom genannten unteren Teil des Supports (3) entfernt wird, und – im Fall der Aufbringung einer Kraft auf das untere Plateau (12), das das genannte zweite Rückstellorgan (13) unter Spannung setzt, das untere Plateau (12) an den genannten, unteren Teil des Supports (3) angenähert wird.
Stellglied zur Betätigung eines beweglichen Organs eines Luftfahrzeugs, umfassend: • eine Schraubenspindel und eine flugzeugseitige Anbringung, mit der die Schraubenspindel mit einem Luftfahrzeug verbunden ist, wobei die genannte flugzeugseitige Anbringung dahingehend verdoppelt ist, dass sie einen Primärweg und einen Sekundärweg der Anbringung an den Aufbau des Luftfahrzeugs umfasst, wobei der genannte Sekundärweg dazu vorgesehen ist, bei einem Ausfall des Primärwegs einen Ersatz zu bieten, die Schraubenspindel hierzu mit einer Kugel (40) einer Primär-Anbringungsstange am Flugzeug drehbar verbunden ist, sich die genannte Kugel frei in einem Kugelgelenk (41, 42) dreht, das fest mit einer Sekundäranbringung (43) an das Luftfahrzeug verbunden ist, wobei das genannte Kugelgelenk angeordnet ist, um die Last im Fall eines Ausfalls des Primärwegs zu übernehmen, und die genannte Kugel (40) dann in Berührung mit dem genannten Kugelgelenk (41, 42) gelangt, und • einen abreißbaren Stift (1), der ein mit dem Kniegelenk verbundenes Teil (46) und ein mit der Kugel fest verbundenes Teil (45) durchsetzt, so dass dann, wenn ein Ladungsübergang nach dem Sekundärweg durch Scherung zwischen dem mit dem Kniegelenk verbundenen Teil und dem genannten, mit der Kugel fest verbundenen Teil erfolgt, das Abreißen des Stiftes hervorgerufen wird, wobei der Stellantrieb dadurch gekennzeichnet ist, dass er Mittel zum Erfassen des Bruchs des Stiftes (1) umfasst, die es gestatten, einen Ausfall des Primärweges zu bestimmen, und Mittel zur Bestätigung, über der Funktion der genannten Erfassungsmittel ohne Abreißen des Stiftes, so dass man sich vom guten Funktionszustand des Stiftes (1) überzeugen kann.
Stellglied nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass das genannte, mit der Kugel fest verbundene Teil ein Scherzylinder (45) ist: • bei dem das eine der Enden in die Kugel (40) eindringt, wobei ein rollendes Element (44) zwischen der Kugel und dem Zylinder derart eingeschoben ist, dass die Kugel ihre Drehbewegung nicht auf den Zylinder überträgt, und • dessen anderes Ende Arme aufweist, die geeignet sind, jeweils das untere Ende des Stiftes (1) aufzunehmen.
Stellglied nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass der abreißbare Stift (1) ein oberes Plateau (7) an dem seiner Enden umfasst, das nicht in einen der Arme des genannten Scherzylinders (45) eindringt, und dass ein erstes elastisches Rückstellorgan (8), das sich einerseits auf dem genannten oberen Plateau (7) und andererseits auf dem genannten Teil (46) abstützt, das mit dem Kugelgelenk verbunden ist, eine Trennkraft auf den Stift (1) ausübt, so dass das Abreißen des Stiftes (1) eine Auseinanderbewegung der beiden Teile des Stiftes (1) hervorruft, die durch das Abreißen getrennt wurden.
Stellglied nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass es außerdem umfasst: • ein unteres Plateau (12), das den Stift (1) umgibt und zwischen dem genannten oberen Plateau (7) und dem genannten Teil (46) angeordnet ist, das mit dem Kugelgelenk verbunden ist, und • ein zweites elastisches Rückstellorgan (13), das sich auf dem genannten unteren Plateau (12) und dem genannten Teil (46) abstützt, das mit dem Kugelgelenk verbunden ist, so dass das genannte obere (7) und untere Teil (12) sich auseinander bewegen können, wenn – im Fall des Abreißens des Stiftes (1) unter der Wirkung des genannten ersten Rückstellorgans (8) der Teil des Stiftes (1), der das obere Plateau (7) umfasst, vom genannten Teil (46), das mit dem Kugelgelenk verbunden ist, entfernt wird, und – im Fall der Aufbringung einer Kraft auf das untere Plateau (12), die das genannte zweite Rückstellorgan (13) unter Spannung setzt, das genannte untere Plateau (12) an das genannte Teil (46), das mit dem Kugelgelenk verbunden ist, angenähert wird.
Stellglied nach einem der Ansprüche 16 oder 20, dadurch gekennzeichnet, dass die genannten Erfassungsmittel umfassen: • mindestens ein Paar elektrischer Kontakte, wobei jeder der genannten Kontakte (14, 15) eines Paares auf der einen beziehungsweise dem genannten unteren (12) und oberen (7) Plateau derart angebracht ist bzw. sind, dass die genannten Kontakte (14, 15), die paarweise in Kontakt stehen, so eine elektrische Verbindung sicherstellen, und • Mittel (16), die dazu geeignet sind, zu bestimmen, ob die Messfühler in Kontakt stehen oder nicht, und zwar durch Erfassen des Abreißens der genannten elektrischen Verbindung.
Stellglied nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die genannten Bestätigungsmittel der Erfassungsmittel Mittel umfassen, die es gestatten, die Messfühler (14, 15) so auseinanderzubewegen, dass man bestätigt erhält, dass die Erfassungsmittel gut ein Abreißen der elektrischen Verbindung identifizieren.
Stellglied nach einem der Ansprüche 16 oder 20, in dem, nachfolgend an das Abreißen des Stiftes (1), der Teil des Stiftes, der das Plateau (7) enthält, unter der Wirkung des genannten ersten Organs (8) versetzt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die genannten Erfassungsmittel von Messfühlern gebildet werden, die befähigt sind, eine Translation zu erkennen, besonders von Messfühlern unter der Gruppe, die gebildet ist von den LVDT-Messfühlern, den induktiven Messfühlern und den Halleffekt-Meßfülern.
Stellglied nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die genannten Bestätigungsmittel der Erfassungsmittel Mittel umfassen, die es gestatten, die Messfühler (14, 15) auseinanderzubewegen, um auf diese Weise zu bestätigen, dass die genannten Erfassungsmittel eine Translation eines Teils des Stiftes (1) gut identifizieren.
Stellglied nach einem der Ansprüche 22 oder 24, dadurch gekennzeichnet, dass die genannten Mittel, die es gestatten, die Messfühler (14, 15) auseinanderzubewegen, einen Druckknopf (17) umfassen, der betätigt werden kann, um auf das untere Plateau (12) zu drücken, so dass das untere Plateau (12) vom oberen Plateau (7) entfernt wird, indem man das zweite Rückstellorgan (13) unter Spannung setzt.