DE68901698T2 - Schubumkehrvorrichtung mit hilfsklappen fuer einen strahlmotor. - Google Patents

Description

• Die Erfindung betrifft eine Schubumkehrvorrichtung mit Klapptüren für einen Strahlmotor, bei dem die Umkehrvorrichtung dazu dient, den Treibstrahl ganz oder teilweise abzulenken, wenn ein Umkehrbetriebsmodus gewünscht wird.
• Dieser Typ einer Umkehrvorrichtung ist bekannt, und bekanntlich sind die Klapptüren in geschlossener Stellung im direkten Betriebsmodus in eine äußere Verkleidung integriert, die den Strömungskanal des Strahls abgrenzt, während sie unter Einwirkung von Kolben-Zylinder-Einheiten in die Umkehrstellung guer zum Kanal kippen, um den Strahl ganz oder teilweise umzulenken. Um die Umlenkung des Strahls zu erleichtern, besitzen diese Klappen einen feststehenden Frontablenker, der an der Innenwand der Tür hervorsteht. Aufgrund der Ausbildung der Motoren, die mit solchen Umkehrvorrichtungen ausgerüstet sind, wie es zur Veranschaulichung in Fig. 1 bei geschlossenen Klappen in Fahrtstellung dargestellt ist, ist der eingangsseitige Teil der Innenwände der Türen bezüglich der äußeren Wand des Kanals zurückversetzt, wodurch eine Unterdruckzone entsteht, die die Strömung des Düsenstrahls stören kann und dadurch eine Erhöhung des Kraftstoffverbrauchs mit sich bringt.
• Die vorliegende Erfindung betrifft eine Lösung zur Beseitigung dieses Nachteils, die darin besteht, daß jede der Türen wenigstens eine Hilfsklappe besitzt, die auf der radial inneren Seite der Tür montiert ist und bei geschlossener Tür mit der äußeren Wand des Kanals in Flucht kommt, indem sie der theoretischen ärodynamischen Abgrenzungsfläche des Düsenstrahls folgt, während die Klappe bei geöffneter Tür an den zurückversetzten eingangsseitigen Teil der Tür herangeklappt ist und damit den Frontablenker freilegt.
• Lösungen dieser Art wurden bereits vorgeschlagen (vgl. beispielsweise US-A-3 605 411), sie sind jedoch mechanisch komplex und bringen eine nicht vernachlässigbare Gewichtserhöhung der gesamten Struktur mit sich, so daß man um den Vorteil der durch das Vorhandensein der Klappe erreichten Kraftstoffverringerung gebracht wird.
• Die Erfindung ist durch eine mechanisch sehr einfache, leichte und voll wirksame Struktur gekennzeichnet. Zu diesem Zweck ist die Hilfsklappe an ihrem ausgangsseitigen Ende an einer feststehenden, mit der inneren Wand der Tür festverbundenen Achse angelenkt und wird elastisch, beispielsweise durch eine Feder, in Richtung auf ihre an die Tür herangeklappte Stellung beaufschlagt. Ein an der Tür angelenkter Hebel, dessen eines Ende mit der Klappe zusammenwirkt, bringt diese bei geschlossener Tür automatisch mit der äußeren Wand des ringförmigen Kanals in Flucht, und zwar durch das Zusammenwirken des anderen Endes des Hebels mit einein von dem feststehenden Teil des Motors getragenen Anschlag.
• Gemäß der Erfindung besitzt das eingangsseitige Ende der Klappe einen Führungsschlitz, in dem beweglich eine Achse sitzt, die am Ende des an der Tür angelenkten Hebels vorgesehen ist. Dieser Schlitz besitzt zweckmäßigerweise eine im wesentlichen gekrümmte Ausformung, deren Konvexität der Tür zugewandt ist.
• Die Feder zur elastischen Rückholung der Klappe ist vorzugsweise eine Spiralfeder, die zwischen einem mit der Tür fest verbundenen Teil und dem Hebel wirkt.
• Um eine Einstellung der Stellung der Klappe bei geschlossener Tür zu gestatten, ist der Anschlag, an dem der Hebel anliegt, höhenverstellbar.
• Jede Tür kann mit einer einzigen Klappe, die die ganze Breite der Tür einnimmt, oder init zwei getrennten Klappen ausgerüstet sein.
• Nun sei als Beispiel eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung beschrieben. In dieser zeigen:
• Fig. 1 eine schematische Darstellung einer bekannten nicht mit einer Hilfsklappe ausgerüsteten Umkehrtür in geschlossener Stellung,
• Fig. 2 und 3 eine schematische Darstellung der Kinematik einer Tür einer Umkehrvorrichtung mit Hilfsklappe gemäß der Erfindung bei geschlossener Tür bzw. offener Tür,
• Fig. 4 eine schematische Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Tür, die mit zwei Klappen ausgerüstet ist,
• Fig. 5 eine Darstellung einer Tür mit Klappe gemäß der Erfindung,
• Fig. 6 eine Darstellung des Details des Antriebs der Klappe bei geschlossener Tür,
• Fig. 7 eine Darstellung der Klappe bei offener Tür,
• Fig. 8, 9 und 10 Darstellungen einer abgewandelten Ausführungsform, bei der die Tür mit einer einzigen Klappe ausgerüstet ist.
• In der folgenden Beschreibung sowie in der Zeichnung geht es ausschließlich um die Anwendung der Erfindung auf eine Umkehr- Vorrichtung mit Türen, die für einen Zweistrommotor bestimmt ist und bei der die Umlenkung des Strahls lediglich den kalten Nebenstrom betrifft, der in einem ringförmigen Kanal strömt, der die Struktur des Motors umgibt, aus dem der heiße Strom austritt.
• Die Erfindung ist jedoch auch auf dieselbe Weise auf eine Umkehrvorrichtung für einen Zweistrommotor anwendbar, dessen Klapptüren hinter der Düse zum Ausstoß der heißen Gase angeordnet wären. Eine solche Anwendung, die im Bereich eines einfachen Technikers liegt, muß als zur vorliegenden Erfindung gehörend betrachtet werden.
• Wie bereits angegeben wurde, zeigt Fig. 1 eine bekannte Umkehrtür, die nicht mit einer Hilfsklappe ausgerüstet ist. In dieser Figur, deren allgemeiner Aspekt zur Beschreibung der Erfindung verwendet wird, ist mit 1 der axiale Teil des Motors bezeichnet, in dem der heiße Hauptstrom fließt, und mit 2 die äußere Verkleidung des Motors, die mit dem Teil 1 einen ringförmigen Kanal 3 für den Umlauf des kalten Nebenstroms bildet, der beispielsweise von einem vor dem Motor angeordneten Gebläse kommt und in Richtung der Pfeile 4 strömt. Die äußere Wand des ringförmigen Kanals ist durch die Innenfläche 5 der Verkleidung 2 abgegrenzt. Klapptüren, von denen eine bei 6 dargestellt ist, sind in Öffnungen der Verkleidung montiert, wobei ihre Gelenkachse schematisch mit 7 dargestellt ist. Die Betätigung jeder Tür 6 geschieht über eine Kolben-Zylinder-Einheit 8, die bei A an der feststehenden Struktur 2 und bei B an der Tür angelenkt ist. Eingangsseitig besitzt die Tür 6 einen Frontablenker 9, der bei geschlossener Tür an einem Vorsprung C der Verkleidung in Anschlag kommt. Die eingangsseitige innere Wand 10 der Tür ist bezüglich des Ablenkers zurückversetzt. Man sieht also deutlich, daß dieser eingangsseitige Teil 10 aufgrund dieser bekannten Ausbildung bei geschlossener Tür nicht mit der inneren Fläche 5 bündig ist, längs welcher der kalte Strom fließt und deren Verlängerung 11 rechts von der Tür dargestellt ist. Infolgedessen besteht zwischen dein Träger 10 der Tür und dieser Linie 11 ein Raum 12, der die Strömung des Fluidstrahls 4 stört.
• Wenn man die Tür wie im Fall der Erfindung mit einer oder mehreren Hilfsklappen ausrüstet, kommt man zu der Anordnung der Figuren 2 bis 4. Bei dieser Ausführungsform besitzt die Tür 13 aufgrund des Vorhandenseins der Kolben-Zylinder-Einheit 8 in ihrer Mittelachse im eingangsseitigen Teil eine Rille 18, Zylindertunnel genannt, die die Aufnahme der Kolben-Zylinder-Einheit bei geschlossener Tür gestattet. Man hat deshalb zwei bezüglich des Tunnels 18 symmetrische Hilfsklappen 16 vorgesehen (Fig. 4), deren jede über Achsen 17 an der Tür angelenkt ist. Bei geschlossener Tür fallen die Klappen 16 ohne Änderung des Frontablenkers 15 mit der Linie 11 von Fig. 1 zusammen, indem sie die regelmäßige Geometrie der äußeren Oberfläche des Fluidstrahls einwandfrei wiederherstellen (Fig. 2). Die Klappen liegen hierbei in der Verlängerung des hinteren Teils 19 der Tür. Bei geöffneter Tür (Fig. 3) werden die Klappen 16 an den eingangsseitigen Teil 20 der Tür herangeklappt, so daß der Ablenker 15 vollständig freigelegt wird.
• Nun wird unter Bezugnahme auf die Fig. 5 und 6 der Antriebsmechanismus der Klappen beschrieben. Am eingangsseitigen Ende der Klappe 16 ist ein Teil 18 vorgesehen, das bei geschlossener Tür an einer Dichtung 190 zum Anliegen kommt, die an dem Vorsprung 200 vorgesehen ist, der den Rand des Umlenkkanals bildet, längs dem der Fluidstrahl im Umkehrbetrieb umgelenkt wird. Dieses Teil 18 besitzt einen Führungsschlitz 124, in dem eine Achse 23 eintritt und in dem diese Achse gleiten kann, die am Ende eines gebogenen Hebels 21 getragen ist, der um eine Achse 22 schwenkbar ist, die sich in einem an der Außenseite des Ablenkers 15 befestigten Lager 123 dreht.
• Eine die Achse 22 umgebende Spiralfeder 24 ist an einem Ende bei 26 an das Lager und an ihrem anderen Ende bei 25 an die Achse 22 herangebracht, so daß diese Feder auf den Hebel 21 ein elastisches Rückholmoment in Richtung des Pfeils F ausübt. Das freie Ende des Hebels trägt beispielsweise eine sich frei um eine Achse 32 drehende Rolle 31, die durch ein kugelförmiges Teil oder jedes andere Organ ersetzt sein kann, das einen Gleitkontakt auf einem mit Schrauben 251 an der Struktur 2 der Verkleidung befestigten Anschlag gestattet.
• Der Anschlag 33 kann zweckmäßigerweise höhenverstellbar sein, in dem gerillte Flächen 241 zusammenwirken, die auf der Fußplatte des Anschlags und auf seinem Träger vorgesehen sind.
• Wenn die Tür in der offenen Stellung ist, wird der Hebel durch seine Feder in die in Fig. 5 in unterbrochenen Linien gezeichnete Stellung beaufschlagt, und die Achse 23, die in dem Schlitz 124 gleitet, klappt die Klappe automatisch an die Tür 13 heran. Zu diesem Zweck ist in der inneren Wand 20 der Tür eine Aussparung 20a zur Aufnahme des Teils 18 vorgesehen. Der Schlitz besitzt eine im wesentlichen gekrümmte Form, dessen Konvexität der Tür zugewandt ist, und besitzt geneigte Teile 27 und 29 und geradlinige Teile 28 und 30. Wenn die Kolben-Zylinder-Einheit 8 die Tür in ihre geschlossene Stellung bringt, kommt die Rolle 31 gegen Ende der Bewegung mit dem Anschlag 33 in Kontakt, was das Kippen des Hebels entgegen der Wirkung der Feder 24 und das Abheben der Klappe von der Tür bewirkt. In der geschlossenen Stellung der Tür verursacht die Einwirkung der Kolben-Zylinder-Einheit 8 auf die Tür über den Hebel 21 die Blockierung der Klappe 16 in der Stellung, in der sie an dein Teil 200 in Anschlag ist.
• Ferner erhält man eine Verriegelung der Klappe in ihrer Stellung von Fig. 6 durch die Geometrie des Hebels 21 und des Schlitzes 124. Die Fläche S1-S'1 des vorderen schrägen Teils 27 des Schlitzes ist nämlich so angeordnet, daß sie in der Stellung von Fig. 6 im wesentlichen senkrecht zu der Linie A1-A'1 ist, die die Achsen 22 und 23 des Hebels miteinander verbindet. Durch diese Anordnung erhält man durch die Auflage der Achse 23 auf dem Teil 27 eine Selbstverklemmung des Mechanismus, und alle Kräfte insbesondere ärodynamische Kräfte, die in Richtung des Pfeils G auf die Klappe ausgeübt werden (und die sie zum Schwingen bringen könnten), werden direkt in der Tür absorbiert, ohne sich mit dem Rückholmoment der Feder 24 zu überlagern oder eine zu starke Auflagekraft f der Rolle 31 auf dem Anschlag zu erzeugen.
• Ebenso gewährleistet diese Geometrie des Hebels und des Schlitzes, wie in Fig. 7 dargestellt ist, eine Stabilität der Klappe. In dieser Stellung ist nämlich die durch die Achsen 22 und 23 des Hebels laufende Linie A1-A'1 im wesentlichen zur Fläche S2 S'2 des hinteren schrägen Teils 29 des Schlitzes 124 senkrecht, an dem die Achse 23 anliegt. Dadurch wird eine statische oder schwingende Kraft, die beispielsweise in Richtung des Pfeils M auf die Klappe ausgeübt wird, durch die Selbstverklemmung und die Verriegelung des Mechanismus direkt von der Tür aufgenommen, ohne ein Rückholmoment zu erzeugen und ohne die Rückholfeder des Hebels zu belasten.
• Im Fall der Fig. 8 bis 10 verwendet man gemäß einer Abwandlung eine einzige Klappe 160 pro Tür, die bei 170 um Achsen angelenkt ist, die weiter ausgangsseitig angeordnet sind als bei der vorhergehenden Ausführungsform. Die Tür 130 verschwenkt sich um die Achse 140, während die einzige Klappe 160 sich um Achsen 170 verschwenkt. Der Ablenker 150 ist wie der vorhergehende Ablenker ausgebildet. Um den Durchgang der Kolben-Zylinder-Einheit zu gestatten, besitzt die Tür einen Tunnel 131 und die Klappe einen rechteckigen Ausschnitt 165.
• Ferner sind schematisch zwei Hebel 121 zur Betätigung der Klappe dargestellt, die ähnlich wie der Hebel 21 der vorhergehenden Ausführungsform ausgebildet sind.

Claims (10)

1. Schubumkehrvorrichtung mit Klapptüren für einen Strahlmotor mit einer äußeren Verkleidung, die einen Umlaufkanal für den Treibstrahl abgrenzt, wobei die Klapptüren der Umkehrvorrichtung in geschlossener Stellung in die Verkleidung integriert sind und unter der Einwirkung von Arbeitszylindern in die Umkehrstellung quer zum Kanal gebracht werden, um den Treibstrahl abzulenken, und einen Frontablenker und einen eingangsseitigen Teil besitzen, der bezüglich des Frontablenkers zurückversetzt ist, so daß er in der geschlossenen Stellung bezüglich der äußeren Wand des Kanals versetzt ist und dadurch eine Unterdruckzone bildet, wobei jede der Türen wenigstens eine Hilfsklappe besitzt, die auf der radial inneren Seite der Tür montiert ist und bei geschlossener Tür mit der äußeren Wand des Kanals in Flucht kommt, indem sie der theoretischen ärodynamischen Abgrenzungsfläche des Düsenstrahls folgt, während dieKlappe bei geöffneter Tür an den zurückversetzten eingangsseitigen Teil der Tür herangeklappt ist und damit den Frontablenker freilegt, dadurch gekennzeichnet, daß die Klappe (16) an ihrem ausgangsseitigen Ende an einer feststehenden, mit der inneren Wand (20) der Tür (13) fest verbundenen Achse (17) angelenkt ist und elastisch durch eine Feder (24) in Richtung auf ihre an die Tür herangeklappte Stellung beaufschlagt wird, während sie in ihre mit der äußeren Wand (5) des Kanals fluchtende Stellung durch die Einwirkung eines an der Tür angelenkten Hebels (21) gebracht wird, von dem ein Ende (23) mit der Klappe (16) zusammenwirkt, während sein entgegengesetztes Ende (31) bei geschlossener Tür mit einem von dem feststehenden Teil des Motors getragenen Anschlag (33) zusammenwirkt.

2. Umkehrvorrichtung nach Anspruch 1, bei der das eingangsseitige Ende der Klappe einen Führungsschlitz (124) besitzt, in dem beweglich eine Achse (23) sitzt, die am Ende des an der Tür angelenkten Hebels vorgesehen ist.

3. Umkehrvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das entgegengesetzte Ende des Hebels mit einem Organ (31) versehen ist, das mit dem feststehenden Anschlag (33) in Gleitkontakt kommen kann.

4. Umkehrvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (24) zur elastischen Rückholung der Klappe eine Spiralfeder ist, die zwischen einem mit der Tür fest verbundenen Teil und dem Hebel (21) wirkt.

5. Umkehrvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Führungsschlitz (124) eine im wesentlichen gekrümmte Ausformung besitzt, deren Konvexität der Tür zugewandt ist.

6. Umkehrvorrichtung nach den Ansprüchen 2 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß der eingangsseitige Teil (27) des Schlitzes (124) eine Auflageebene (S1-S'1) für die Achse (23) am Hebelende besitzt, wobei diese Auflageebene bei geschlossener Tür zu einer Linie (A1-A'1), die die Achse (23) mit der Drehachse (22) des Hebels verbindet, ungefähr senkrecht ist.

7. Umkehrvorrichtung nach den AnsprUchen 2 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß der ausgangsseitige Teil (29) des Schlitzes (124) eine Auflageebene (S2-S'2) für die Achse (23) am Hebelende besitzt, wobei diese Auflageebene bei geöffneter Tür zu der Linie (A1-A'1), die die Achse (23) am Hebelende mit der Drehachse (22) des Hebels verbindet, ungefähr senkrecht ist.

8. Umkehrvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlag (33), an dem der Hebel zum Anliegen kommt, höhenverstellbar ist.

9. Umkehrvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jede Tür mit einer einzigen Klappe ausgerüstet ist, die im wesentlichen die ganze Breite der Tür einnimmt.

10.Umkehrvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß jede Tür mit zwei getrennten Klappen ausgerüstet ist, die an der Tür angelenkt sind und jeweils mit wenigstens einem Betätigungshebel und einer Feder zur elastischen Rückholung versehen sind.