DE2211249A1

DE2211249A1 - Auftriebsklappe für Flugzeuge

Info

Publication number: DE2211249A1
Application number: DE19722211249
Authority: DE
Inventors: Norman St. Annes-on-Sea Lancashire Lee (Großbritannien)
Original assignee: British Aircraft Corp Ltd
Current assignee: British Aircraft Corp Ltd
Priority date: 1971-03-12
Filing date: 1972-03-08
Publication date: 1972-09-14
Also published as: IT952204B; US3819133A; GB1339662A; FR2128855A1; FR2128855B1

Description

Auftriebsklappe für Flugzeuge

Die Erfindung bezieht sich auf ein Klappensystem für Plugzeuge zur Erhöhung des aerodynamischen Auftriebs,

Gemäß der Erfindung weist das Auftriebsklappensystem in Kombination eine Klappe und einen Mechanismus auf, der die Klappe vom Plugzeugflügel vorschiebt und in diesen einzieht, wobei dieser Mechanismus einen Stempel aufweist, der sowohl eine relative Linearbewegung durchführen kann, um eine körperliche Bewegung der Klappe durchzuführen und der außerdem eine Drehbewegung durchführen kann, um der Klappe eine Schwingbewegung zu erteilen, wobei Mittel vorgesehen sind, um wenigstens zwei unterschiedliche Verhältnisse von Klappenschwingbewegung zu Klappenlinearbewegung herbeizuführen, derart, daß während des einen Abschnitts der Linearbewegung der Klappe diese mit einer Geschwindigkeit und während eines anderen Teiles der Klappenlinearbewegung mit einer unterschiedlichen Geschwindigkeit verschwenkt wird«

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind zwei verschiedene Verhältnisse der Klappenverschwenkbewegung zur Klappenlinearbewegung vorgesehen, d.h. bei einer konstanten Lineargeschwindigkeit der Klappen wird die Klappe

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ORIGINAL INSPEGtEO

mit einer von zwei verschiedenen Geschwindigkeiten verschwenkt.

In diesem Fall hat der Antrieb die Gestalt einer festmontierten zylindrischen Hülse und der Stempel hat kreisförmigen Querschnitt und liegt teilweise innerhalb der Hülse, wobei die Vorrichtung zur Erzeugung der beiden unterschiedlichen Klappenverschwenkbewegungen und der Linearbewegung der Klappe eine Schraubenausbildung innerhalb des Körpers aufweist und außerdem eine Schraubausbildung auf dem Äußeren des KBt*nv>*tT* Stempels, wobei eine Ringmutter zwischen dem Körper und dem Stempel liegt und in entsprechender Weise ausgebildet ist, so daß sie mit beiden Schraubgewinden zusammenwirken kann, wobei schließlich ein Anschlag am Stempel vorgesehen ist und die Anstiegswinkel der Schrauben so gewählt sind, daß bei Linearbewegung von der voll zurückgezogenen Stellung der Stempel anfänglich durch die Mutter hindurchtritt, die sich nicht relativ zum Körper bewegt, wodurch der Stempel mit einer Geschwindigkeit gedreht wird, die durch den Anstiegswinkel der Schraube auf dem Stempel bestimmt wird, während eine weitere Linearbewegung der Mutter durch einen Anschlag formschlüssig abgefangen wird, wobei diese Mutter längs des Stempels getragen wird und sich mit der Mutter mit einer Geschwindigkeit dreht, die durch den Schraubenlinienwinkel des Schraubengewindes auf dem Körper bestimmt ist.

Vorzugsweise wird die Linearbewegung des Stempels durch ein Zahnrad und eine Zahnstange bewirkt, die auf dem Stempel sitzt und in die das Zahnrad eingreift.

Nachstehend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung an Hand der Zeichnung beschrieben.

In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine Teilschnittansicht eines Klappensystems nach der

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Erfindung,

Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie II-II gemäß Pig. 1,

Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie III-III gemäß Fig. 1.

Ein Flugzeugtragflügel 1 besitzt eine den Auftieb erhöhende Klappe 2, die in den Hinterrand des Tragflügels zurückziehbar und aus diesem vorschiebbar ist. In der voll zurückgezogenen Lage, die bei A in Fig. 1 angedeutet ist, schließt die Klappe mit der Kontur des Tragflügelabschnittes des Tragflügels zusammen. Die Klappe 2 ist geschlitzt und besteht aus einem Hauptkörper 2a und einer Schaufel 2b, die vom Hauptkörper entfernt liegt.

Die Klappe wird durch mehrere Antriebsmechanismen betätigt, die in Spannrichtung längs der Klappe an dieser angreifen. Da die einzelnen Kraftantriebe unter sich im wesentlichen gleich sind, wird nur ein solcher Kraftantrieb beschrieben.

Der Mechanismus weist einen Antriebsteil J> auf, der allgemein in Sehnenrichtung des Tragflügels verläuft und einen Körper ^a und einen Stempel ya besitzt. Letzterer hat an seinem rückwärtigen Ende einen Kurbelarm 4. Der Kurbelarm K trägt an seiner Spitze eine Rolle 5, die mit einer Bogenführung 6 in der Klappe 2 zusammenwirkt.

Die Klappe 2 ist an ihrem Vorderende am Stempel Jb angelenkt und bewegt sich körperlich mit dem Stempel. Die Schwenkanordnung besteht aus einem Kragen 7, der in einer Nut 8 des Stempels Jb ruht. Der Kragen 7 besitzt seitlich vorstehende Zapfen 9, die in Lagerausnehmungen der Klappe 2 eingreifen. Der Stempel 5b kann demgemäß eine Drehbewegung durchführen, ohne diese Drehbewegung auf die Klappe über das Gelenk auszuüben. Wenn der Stempel ^b jedoch in Linearrichtung längs seiner Achse bewegt wird, verschiebt er die Klappe 2 ebenfalls in translatorischer

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Richtung nach vorn und hinten. Eine Drehung des Stempels Jb bewirkt, daß der Kurbelarm 4 im Bogen schwingt und der Eingriff zwischen Rolle 5 und Führung 6 bewirkt eine Winkelschwenkbewegung der Klappe um ihre Schwenkachse 9 bzw. 10»

Die Linearbewegung des Stempels yo und demgemäß der Klappe 2 wird durch eine Zahnstange und ein Ritzel bewirkt. Das Ritzel 11 wird über ein Getriebe 12 durch eine drehbare Welle 13 angetrieben, die in Spannrichtung des Tragflügels verläuft. Das Ritzel 11 greift in eine Zahnstange 14 ein, die teilweise in Fig. 1 dargestellt und auf der ObQflache des Stempels 3b angeordnet ist. Die Zahnstange 14 hat eine solche Breite (d.h. sie erstreckt sich soweit über den Umfang des Stempels 5b), daß trotz Drehung des Stempels das Ritzel 11 ständig in Eingriff mit einem Teil der Zahnstange 14 steht. Die volle Länge der Zahnstange 14 wird durch den Teil l4a dargestellt.

Der Körper jja hat die Gestalt einer rohrförmigen Hülse und ist koaxial über dem Vorderendabschnitt 15 des Stempels 3® angeordnet (d.h. über jenem Endabschnitt, der der Klappe 2 gegenüberliegt). Der Körper 3a ist im Tragflügelaufbau mit seinem hinteren Ende verankert. Zwischen dem Körper 3a und dem Stempel 3b ist eine Ringmutter 18 angeordnet. Diese Ringmutter ist mit zwei diametral gegenüberliegenden schraubenlinienförmigen Gängen 19 an der oberen Oberfläche ausgestattet, die so dimensioniert sind, daß sie in entsprechende Schraubenliniennuten 20 (Fig. 3) eingreifen, die auf der inneren Oberfläche des Körpers 3a ausgebildet sind. In Fig. 1 wird durch die strichlierte Linie 20a die Mittellinie der Nut 20 angezeigt. Die Mutter 18 ist außerdem mit zwei diametral gegenüberliegend angeordneten schraubenlinienförmigen Gängen 21 auf der inneren Oberfläche ausgestattet, die so dimensioniert sind, daß sie gleitbar in entsprechende schraubenlinienförmige Nuten 22 einpassen, die auf der äußeren Oberfläche des Stempels 3b angeordnet sind.

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Die Nuten 20 enden vorn bei 23 (Fig. 1) und die Mutter 18 ist nach dieser Stelle 23 mittels einer Schraubenfeder 24 vorgespannt, die zwischen dem Stempel 3b und dem Körper 3a angeordnet ist.

Der Stempel 3b besitzt an seinem vorderen Ende einen Anschlag 25, der bei Bewegung des Antriebs nach hinten die Mutter 18 erfaßt und diese mit sich gegen die Vorspannung der Feder 24 führt·

eine Der Anstiegswinkel der Nut 22 ist so gewählt, daß fest 30,60 Drehung des Stempels während der Linearbewegung des Stempels aus der voll zurückgezogenen Klappenstellung (A in Fig. 1) nach einer Mittelstellung (mit B in_egj|._rj._cg|rgestel'lt) einem Linearabstand von 16cm (6,40⁰ZoIl) fcx&xMsfc. Die Drehung des Stempels yo ergibt einen nach unten, gerichteten Klappenwinkel von 12°, gemessen zwischen der Tragflügelsehne X-X und der Klappensehnenlinie Y-Y, Wenn die Klappe voll zurückgezogen ist, fallen die beiden Sehnenlinien zusammen. Während dieses Teils der Linearbewegung beträgt das Verhältnis der Klappenschwenkbewegung zur Klappenlinearbewegung 12⁰AOCm, d»h. 1,88° für jeweils 2,5om Linearbewegung*

Der Schraubenanstellwinkel der Nuten 20 ist so gewählt, daß bei einer weiteren 79,3O°-Drehung des Stempels während der weiteren Linearbewegung des Stempels von der Mittelstellung (C in Fig. 1) ein weiterer linearer Abstand von 28cm (10,60 Zoll) durchlaufen wird. Diese weitere Nockendrehung ergibt eine weitere Schwenkbewegung der Klappe nach unten, und zwar eine Klappenbewegung um 38⁰, so daß sich ein Endklappenwinkel von 50° ergibt. Dieser ist wiederum zwischen den Sehnenlinien X-X bzw. Y-Y gemessen. Während dieses Teils der Linearbewegung beträgt das Verhältnis der Klappenschwenkbewegung zur Klappenlinearbewegung 38°/27om, d_#h. 3*58° für je 2,5cm Linearbewegung.

Hieraus ist ersichtlich, daß dl® Schraubenlinie der Nut 22 grober 1st als jene der Nut 20« Dies wird in Verbindung mit

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der Feder 24 dazu benutzt, eine genaue Arbeitsfolge des Mechanismus zur Einstellung der Klappe zu gewährleisten.

Die Vorrichtung arbeitet wie folgt.

Es soll angenommen werden, daß die Klappe 2 in der voll zurückgezogenen Stellung A gemäß Pig» 1 befindlich ist. Jetzt wird die Welle 13 gedreht, um das Ritzel 11 so anzutreiben, daß der Stempel Jb linear nach hinten durch Eingriff des Ritzels in die Zahnstange 14 bewegt wird. Anfänglich bewirkt diese Linearbewegung, daß der Stempel 3b über Idle Mutter 18 gleitet, die stationär gegenüber dem Körper 3a an den Enden 23 der Nuten 20 verbleibt. Der Grund dafür liegt darin, daß die Schraubenlinie der Nuten 22 auf dem Stempel 3b grober ist als jene der Nuten 20, so daß ein geringerer Widerstand gegenüber einer Gleitbewegung auftritt. Die Reaktion zwischen den Nuten 20 und den in ihnen laufenden Federn 21 der Mutter bewirkt eine Drehung des Stempels 3b. Diese Drehung bewirkt, daß der Kurbelarm 4 sich nach unten dreht und ausschwingt und durch das Zusammenwirken zwischen Rolle 5 und Führung 6 wird gleichzeitig eine nach unten gerichtete Schwingbewegung der Klappe nach jener Lage bewirkt, die bei B in Flg. 1 dargestellt ist« In dieser Stellung der Klappe 2 wird der Plansch 25 gerade in führung mit der Mutter 18 gebracht.

Wenn sioh der Stempel 3b linear weiter nach hinten bewegt, kommt er schließlich mit der Muüper 18 voll in Berührung und führt die Mutter demgemäß längs des Stempels mit. Die Mutter l8 bewegt sich damit relativ zu dem Körper 3a und die Reaktion zwischen den Nuten 20 und den Federn 19 bewirkt eine Drehung der Mutter 18 und demgemäß des Stempels 3b. Auch der Kurbelarm 4 dreht sich um einen weiteren Betrag nach unten und schwingt die Klappe in die Stellung C gemäß Flg. 1.

Das Zurückziehen der Klappe wird in genau umgekehrter Welse

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bewirkt.

Die Feder 24 gewährleistet in erster Linie, daß die Mutter 18 ständig gegen die Punkte 23 und nach dem Flansch 25 des Stempels Jib vorgespannt ist. Hierdurch wird gewährleistet, daß unabhängig von Schwankungen in den Kräften, die der Ausstreckung und dem Zurückziehen der Klappen entgegenwirken (25,B. unter jenen Bedingungen, wo keine aerodynamischen Belastungen das Gewicht der Klappen ausgleichen), die genaue Betriebsfolge sich fortsetzt.

Der beschriebene Mechanismus stellt ein relativ einfaches und robustes Klappensystem dar. Es hat den Vorteil, daß der
Mechanismus nicht über'die Kontur des Tragflügels vorsteht, wenn di^ Κ.1·°ΓΓ* ''-'■oll zurückgezogen ist und demgemäß sind keine
aufwendigen Verkleidungen erforderliche Der Mechanismus ist
demgemäß insbesondere geeignet für Flugzeuge mit veränderbarer Flügelform.

·/■

Patentansprüche ι

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Claims

λ Patentansprüche: j 1J Klappensystem zur Auftriebserhöhung bei Plugzeugen, bestehend

\-S aus einer Klappe und einem Mechanismus, der die Klappe aus einem Flugzeugtragflügel vorschiebt und in diesen zurückzieht, dadurch gekennzei chnet, daß der Mechanismus einen Antrieb, bestehend aus einem Körper und einem Stempel, aufweist, die relativ zueinander translatorisch beweglich sind, um eine körperliche Bewegung der Klappe zu bewirken, und die außerdem eine Drehbewegung relativ zueinander ausführen können, um die Klappe zu verschwenken, und daß Mittel vorgesehen sind, die wenigstens zwei verschiedene Verhältnisse von Klappenverschwenkbewegung zur Linearbewegung der Klappen bewirken, derart, daß während eines Abschnittes der Linearbewegung der Klappe diese mit einer Geschwindigkeit verschwenkt wird und während eines anderen Abschnitts der Bewegung die Klappe mit einer hiervon unterschiedlichen Geschwindigkeit bewegt wird.

2. Klappensystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei unterschiedliche Verhältnisse von Klappenverschwenkbewegung zur Klappenlinearbewegung vorhanden sind, daß der Körper des Antriebs die Gestalt einer fest montierten zylindrischen Hülse hat und daß der Stempel einen kreisförmigen Querschnitt besitzt und teilweise innerhalb der Hülse liegt, daß die Mittel zur Erzeugung der unterschiedlichen Verhältnisse von Klappenschwenkbewegung zur Klappenlinearbewegung eine Schraubgewindeanordnung auf der Innenseite der Hülse und eine weitere Schraubgewindeanordnung auf der Außenseite des Stempels aufweisen, daß eine Ringmutter zwischen der Hülse und dem Stempel angeordnet ist und mit beiden Teilen zusammenwirkt, daß Anschläge am

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Stempel angeordnet sind, daß der Gewindeanstellwinkel derart ist, daß bei Linearbewegung ausgehend von der voll zurückgezogenen Stellung der Stempel anfangs durch die Mutter hindurchläuft, die sich relativ zu der Hülse nicht bewegt, so daß der Stempel mit einer Geschwindigkeit gedreht wird, die durch den Schraubenanstellwinkel des Gewindes auf dem Stempel bestimmt wird und daß bei weiterer Linearbewegung die Mutter vom Anschlag erfaßt und längs des Stempels von diesem verschoben wird, wobei sich dieser zusammen mit der Mutter mit einer Geschwindigkeit dreht, die durch den Sohraubihwinkel des Gewindes der zylindrischen Hülse bestimmt wird,

J5· Klappensystem nach Anspruch 2., dadurch gekennzeichnet, daß die Linearbewegung des Stempels durch einen Zahntrieb bewirkt wird, wobei eine Zahnstange auf dem Stempel befestigt 1st, in die ein Ritzel eingreift.

4, Klappensystem nach den Ansprüchen l-j5, dadurch gekennzeichnet, daß der Stempel Verankerungsmittel aufweist, um die Klappe schwenkbar so zu tragen, daß sie sich körperlich mit dem Stempel bewegt und daß der Stempel außerdem einen Kurbelarm aufweist und die Klappe eine Führung besitzt, in die der Kurbelarm derart eingreift, daß eine Drehung des Stempels und des Kurbelarms eine Schwingbewegung der Klappe zur Folge hat.

5. Klappensystem naoh Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Verankerungsmittel aus einem Kragen auf dem Stempel bestehen, der gegenüber einer Axialbewegung relativ zum Stempel gesichert 1st, sich jedoch relativ hierzu drehen kann und daß die Klappe schwenkbar an dem Kragen festgelegt ist.

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