[發明專利]過載保護裝置

有效

• 申請號: 201780046467.1
• 申請日: 2017-07-25
• 公開（公告）號: CN109790908B
• 公開（公告）日: 2022-04-29
• 發明（設計）人: 馬庫斯·比爾德施泰因
• 申請（專利權）人: 利勃海爾航空航天林登貝格股份有限公司
• 主分類號: F16H25/20
• 分類號: F16H25/20
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 張春水;劉剛

本發明涉及一種過載保護裝置，包括：用于產生旋轉運動的驅動器；用于將旋轉運動轉換成調節元件的直線運動的轉換裝置；和用于支承轉換裝置的殼體，其中轉換裝置沿著調節元件的直線運動可移動地支承在殼體中。

技術領域

本發明涉及一種用于直線作用的機械的調節設備的過載保護裝置。

背景技術

飛機中的調節設備需要過載保護裝置，所述過載保護裝置限制調節力，以便防止飛行器結構的過載。在此重要的是，力限制的發散是盡可能小的，因為飛行器結構必須針對最大可能的力設計尺寸，并且小的發散表示小的結構重量。

通常，直線作用的、機械的調節設備由旋轉馬達(例如電動機)和傳動裝置構成，所述傳動裝置將旋轉運動轉換成直線運動(例如絲杠)。在此典型地，傳動裝置以提高轉速的級擴展，以便由此能夠降低旋轉馬達的重量。從EP 1 878 658 A2中已知的是，在這種調節設備中，用于限制過載的離合器設置在回轉的負荷路徑中。優選地，這種過載離合器在高轉速的范圍中使用，以便將結構尺寸保持得小。

這種裝置的缺點是，使超載功能起作用的力的大小經受大的發散。對此的原因是，不僅傳動裝置、而且離合器是有摩擦的。

圖1描述和量化關聯關系。圖1示出在調節設備的線性力改變時在離合器處的扭矩的表現。軸線10示出沿壓力方向的線性力，軸線20示出沿拉力方向的線性力。軸線30和40示出在離合器上的對應于力方向的正的扭矩和負的扭矩。下面僅考慮在圖標的右上象限中的表現。有意義地，相同的表現存在于左下象限中。示出兩種運行類型。線50針對如下情況示出在力增大時的扭矩發展：調節設備驅動控制面(“驅動情況“)，并且線60針對如下情況示出相同的關聯關系：調節設備由控制面驅動(“向回運行情況”)。附加地，繪制虛線70，所述虛線示出在理論情況下的相同的關聯關系，即過程無摩擦地進行。線70對于驅動和向回運行情況是有效的。線50(驅動情況)比虛線70更陡，因為為了產生相同的力需要更多的扭矩來克服摩擦。斜率的示出的變化80對應于傳動裝置的大約69％的效率。所述效率對于低溫下的由滾珠絲杠和滾動支承的正齒輪傳動裝置構成的調節設備是可實現的，所述滾珠絲杠具有滾子推力軸承。線50上升直至其與線90相交。線90對應于最低的扭矩，在該最低的扭矩的情況下觸發離合器。類似于此，線100示出最高的扭矩，在該最高的扭矩的情況下觸發離合器。因此得到觸發離合器-扭矩110的由摩擦和生產公差造成的發散。

這在圖1中以15％假設用于回轉過載離合器的可實現的直至樂觀的數量級。現在確定的是用120表示的線50和90的交點。所述交點限定最小的調節力130，調節設備能夠產生所述調節力。調節設備設計成，使得所述最小的調節力130也對應于如下調節力，飛機在控制面處在飛行的任意時刻都必須提供所述調節力。所述力以100％表示成用于力過高的基準，所述力過高現在在下文中觀察。

除了迄今觀察的驅動情況，也觀察向回運行情況。向回運行在此表示，空氣負荷作用于控制面，所述控制面嘗試向回運行調節設備。向回運行必須被排除直至負荷130，因為空氣動力學地需要保持負荷直至所述值。然而如果在例外情況下——通常暫時——超過所述負荷，那么調節設備必須盡可能早地撤回負荷，以便防止損壞飛行器結構。所述“撤回負荷”的高度在圖1中在觀察線60時可讀出。與線50相比，線60的斜率現在小于虛線70的斜率，所述虛線70示出無摩擦的運行。原因是，在力升高時，由于摩擦更少的扭矩到達離合器。斜率的示出的變化140又對應于傳動裝置的大約69％的已經提到的效率。線60升高，直至其與線100相交。如已經描述的那樣，線100對應于最大的扭矩，在最大的扭矩的情況下觸發離合器。在此現在確定的是線60和100的交點，用150表示。所述交點限定最大的調節力160，所述最大的調節力能夠將調節設備反向保持。在此處假設的在調節設備中的摩擦關系中，因此得到219％的最大負荷，這表示，飛行器結構以空氣動力學所需要的2.19倍更強地設計。可看到的是，用于觸發過載功能的力的大的發散表示關于飛行器結構的重量和成本的明顯的缺點。

發明內容