专利名称：连接装置，具有这种连接装置的襟翼系统和飞机的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于将第一结构构件和第二结构构件相连接的一种连接装置，该第二结构构件以铰接方式可以相对于该第一结构构件运动，该铰接方式提供三个旋转自由度。进一步地，本发明涉及一种具有这种连接装置的襟翼系统和飞机。
背景技术：
例如，飞机的调节襟翼藉由致动器连接于主翼，其中致动器用于使该调节襟翼相对于该主翼运动。在已知的系统中，带有枢转轴承的连接结构通常被用作位于一端的这种制动器和位于另一端的调节襟翼之间的连接装置。然而，它们的旋转自由度非常有限，具体的可允许的枢转角度不超过16°。一些特殊设计能实现稍大些的枢转角度，但要通过在构造上花费更大的功夫。这种构造上的功夫不仅增加了所需要的空间，还增加了该连接装置的重量。螺栓轴承也可以被用作连接装置。在这种情况下，在全部结构构件中，也就是既在 制动器中也在调节襟翼中，提供穿过螺栓孔的螺栓是公知的惯例。这些螺栓使得这两个结构构件能绕螺栓的旋转轴线相对于彼此实现转动。但是，这种构造的缺点在于只能实现一个自由度的相对运动。
发明内容
本发明的目的是消除已知的连接装置的缺点，并且特别是提供一种能实现三个旋转自由度以及对应的故障安全的连接装置。上述目的由独立权利要求的特征达到，进一步的实施例由引用独立权利要求的从属权利要求限定。利用根据本发明的连接装置，允许以三个旋转自由度传递负载并且具有高可靠性。如果该连接装置用于连接飞机的高升力系统的结构构件，这涉及，通过空气作用于调节襟翼上产生的空气动力学负载的传送。根据本发明的负载传送在很多应用(主要是在航空领域)中特别具有故障安全。这意味着由于缺陷而导致的支承部件失效得以避免。根据本发明，提供了一种连接装置，所述连接装置用于将第一结构构件和第二结构构件相连接，所述第二结构构件能以铰接方式相对于所述第一结构构件运动，从而提供三个旋转自由度，该连接装置特征在于接合头接合部件，具有接合头和接合头支承件，所述接合头被所述第一结构构件的容纳部收纳，所述接合头支承件具有接合部件端部件，用于将其安装在所述第二结构构件上，从而因为所述接合头收纳在所述容纳部中，在所述两个结构构件之间形成第一负载路径，所述接合头接合部件的特征在于具有内腔表面的腔，其中所述腔延伸穿过所述接合头和所述接合头支承件，固定臂，具有用于将其安装在所述第二结构构件上的固定臂端部件，所述固定臂延伸进入所述接合头接合部件的所述腔，其中所述固定臂沿着所述接合头支承件的内腔表面分段地延伸，从而在机械缺陷导致所述接合头接合部件损坏或破裂并且一段固定臂被收纳于所述接合头支承件的所述内腔表面的情况下，在所述第一结构构件和所述第二结构构件之间能获得第二负载路径。独创性的连接装置用于连接第一结构构件和能够相对于所述第一结构构件运动的第二结构构件，从而提供三个旋转自由度。特别地，它的特征在于接合头接合部件具有接合头和接合头支承件，接合头收纳在像轴承壳或保持件的容纳部中，容纳部收纳或固定于第一结构构件；接合头支承件具有用于将其安装在所述第二结构构件上的接合部件端部件或接合头端部件，从而因为所述接合头收纳在所述容纳部中，在所述两个结构构件之间形成负载路径。在这种情况下，所述接合头接合部件的特征是具有延伸穿过所述接合头和所述接合头支承件的腔。另外，提供了固定臂，具有用于将其安装在所述第二结构构件上的固定臂端部件并且所述固定臂延伸进入所述接合头接合部件的所述腔。所述固定臂分段地定位于邻近所述接合头支承件的内腔表面以及所述接合头的内腔表面处，从而在机械缺陷导致所述接合头接合部件损坏的情况下，在所述第一结构构件和所述第二结构构件之间能获得第二负载路径。根据本发明的一个实施例，所述固定臂各自分段地邻近所述接合头支承件的内腔·表面延伸，从而在机械缺陷导致所述接合头接合部件损坏或破裂并且一段固定臂被收纳于所述接合头支承件的所述内腔表面的情况下，所述固定臂使得在所述第一结构构件和所述第二结构构件之间能获得第二负载路径。根据本发明的一个实施例，所述固定臂分段地邻近所述接合头支承件的内腔表面延伸，从而在机械缺陷导致所述接合头接合部件损坏或破裂并且一段固定臂被收纳于所述接合头支承件的所述内腔表面的情况下，所述固定臂使得在所述第一结构构件和所述第二结构构件之间能获得第二负载路径。特别地，所述腔形成为使得从所述固定臂端部件来看时，它在所述接合头支承件后面变大。在本发明中，所述连接装置的两个运行模式之间有一个基本区分。所述第一模式是“正常模式”，在其中所述接合头接合部件相对于其支承及负载传送功能完好无损。另外的模式是“缺陷模式”，在其中产生了导致所述接合头接合部件损坏的机械缺陷。这样的缺陷可以包含有例如所述接合头接合部件的破裂或者因为温度的影响或机械作用如石头打击导致的材料的损坏。因为所述接合头接合部件中的所述机械缺陷，用于支持所述接合头接合部件中所述负载的所述负载传递受到阻碍或者甚至是中断。这种缺陷因而会导致所述连接装置的所述故障，其最坏的情况相应是两个连接的结构构件断裂开。因为所述的独创性的连接装置，上述的本领域的缺点得以消除，并且，特别地，相对于所述缺陷模式中的连接功能的故障安全得以实现。由容纳部和接合头接合部件组成的轴承连接使得一方面能实现用于支撑所述负载的所述负载传递，并且另一方面能实现具有三个自由度的旋转。这种简单并且特别紧凑的设计，与在所述接合头接合部件中产生缺陷的情况下固定臂提供只传送一部分所述负载的第二负载路径的优点相结合。在这种情况下，所述固定臂在正常模式中不用于传递负载，而是以无负载方式位于所述接合头接合部件的内部。这种第二、安全的负载路径也称为潜藏的负载路径。在这种背景下，值得一提的是，在所述正常模式中，在所述固定臂和分段地邻近它的所述接合头支承件的所述内腔表面以及所述接合头的所述内腔表面之间分别没有负载传送，而只是在所述缺陷模式中有传送。另外需要说明的是，在所述正常模式中所述接合头接合部件可能会发生在弹性范围内的变形，而不会启动所述第二负载路径。换句话说，所述固定臂在所述接合头接合部件的弹性形变过程中也保持无负载。这个实施例的优点可以看到是因为在正常模式中所述固定臂不用于任何负载从而不承受因为负载而导致的任何磨损。因而，所述固定臂，从某种意义上说，在需要它的时候也就是如果产生缺陷时基本未使用过。本发明的保护范围也包括所述固定臂在正常模式中传送负载的实施例。然而，所述固定臂在正常模式中不作为主要的负载路径，而仅仅是有助于负载传送。在有缺陷的情况下，这样的第二有效负载路径传送整个负载。这种实施例的优点在于，在有缺陷的情况下，为了启动所述第二负载路径，几乎不需要所述接合头接合部件和所述固定臂之间发生相对运动。在这种实施例中，不会发生在通过所述第二负载路径吸收所述负载过程中所述负载传送的短暂中止以及因而产生的震动。运行的独创性模式得以实现，例如，在正常模式中，所述固定臂和位于邻近所述固定臂的所述接合头接合部件的所述内腔表面以及所述接合头的所述内腔表面之间分别存在一些空隙，其中这种空隙防止在正常模式中以及所述接合头接合部件的弹性形变过程中的这些部件之间的负载传递。 如果在所述接合头接合部件产生缺陷，在所述第一负载路径中的所述负载路径受阻碍或甚至是中止。这样，缺乏负载传送导致所述接合头接合部件开始以这样的方式运动它越出在正常模式中的所述接合头接合部件的动作半径。在这种运动中，所述固定臂，特别地，至少部分地贴近分段地邻近所述固定臂的所述接合头支承件的所述内腔表面以及所述接合头的所述内腔表面，从而它们可以互相支承。以这样的方式，所述第二负载路径被激活并且所述机械缺陷从某种意义上说被规避。根据本发明的一个示范实施例，所述接合头接合部件包含有多个部件，也就是收纳在其中的所述接合头支承件和所述接合头。此外，这种多部件设计提供了这样的优点，所述接合头接合部件的更多复杂形状也可以由较简单的单独部件组装而成。以这种方式，用于所述单独部件的制造成本，以及用于整个所述接合头接合部件的制造成本都得到降低。这也能使得尤其是将所述接合头的成形与在所述第二结构构件上的安装成形分开。除了优异的几何适应性，这种分离也能使得用于所述接合头接合部件的所述单独部件能选用不同材料。这样的材料差异可以适合于不同的制造技术或在所述连接装置的运行过程中最理想地承受不同的作用。可以设想的是，例如，使用相对于在所述接收件中的所述运动经过优化的高质量和/或带涂层的接合头，而所述接合头支承件由具有高扭转刚性的材料制成。以这种方式，磨损部件如所述接合头的更换也得到简化，因为不再需要更换所述整个接合头接合部件。所述接合头接合部件可选择地也可以地一体地制成。所述一体的设计相对于所述接合头接合部件的疲劳强度尤其具有优势，因为任何类型的连接都常常产生弱化位点。所述接合头接合部件的一体设计因而提供了将所述连接装置的单独部件之间所需的连接减少至最低的优势。这样也自动减少了对整个连接装置的易受缺陷影响的程度。可能会有优势地，在所述固定臂的外轮廓与所述接合头支承件的所述内腔表面的内轮廓以及所述接合头的内腔表面的内轮廓之间分段地提供空隙，从而当所述接合头接合部件机械地完好无损时，所述固定臂不用于传递负载。如上已经提到过，本发明的这个实施例涉及到具有只有在缺陷情况下启动以用于所述负载传送的潜藏的第二负载路径的所述设计。这意味着，在正常模式下，所述第二负载路径以及特别是固定臂所承受的负载降低到最小，从而所述固定臂的功能得以保留很长的一段时间。因为在这种结构中几乎不会因为机械负载产生所述固定臂的摩损，这种固定臂可以使用得更长久并且在更换磨损部件如所述接合头后还保留在所述连接装置中。根据本发明的另外的示范实施例，所述固定臂和所述接合头支承件的内腔表面以及所述接合头的内腔表面之间的各自间隙合计不超过所述接合头接合部件的最大直径的5%。相对于如果有缺陷时产生所述第二负载路径，在所述接合头接合部件的最大直径的O. 5%至5%之间的空隙对所述固定臂的功能尤其具有优势。将所述空隙与所述最大直径进行参照是有优势的，因为可以这种方式来设计具有不同尺寸的连接装置。在这种情况下，所述中空的接合头的所述最大直径提供与在正常模式中所期望的所述接合头接合部件的所述弹性变形之间的相关性。在相对较小的连接装置，在所述固定臂和所述接合头支承件的内腔表面以及所述接合头的内腔表面之间的具有相对较小的空隙相应地足够了，而对于相 对较大的接合头，相应的较大的空隙可能有优势。可能会有优势地，如果独创性连接装置的所述接合头实现成球形并且以紧密贴合(form-fitting)的方式至少部分地收纳在所述容纳部中。在这种情况下，这种球形设计不仅相对于所需的旋转自由度而且相对于所述负载传送是理想的。具有相应地至少部分地实现成中空球体的形式的容纳部的球体能够执行沿全部方向的倾斜运动，以及绕着指向所述接收件的开口的主轴的旋转运动。所述接合头以及所述容纳部的相应的球体表面也提供最理想的负载传送。将要传送的所述负载在这些球体表面均匀分配，从而使会导致所述容纳部或所述接合头中的不需要的塑性变形的负载峰值得以避免。在上下文中，值得一提的是术语“球形”以及“紧密贴合”当然不是指几何的理想形状，而指可以利用各个制造工艺实现的具有公差的形状。用于将所述固定臂和所述接合头支承件的内腔表面以及所述接合头的内腔表面之间的间隙确定尺寸的选择包含使这种间隙合计不超过各个内腔表面处的最小的材料厚度的20%。在这种情况下，所述空隙特别地处于各个内腔表面处的最小的材料厚度的I至20%之间。各个内腔表面处的所述材料厚度也提供了与在正常模式中所期望的并且能容忍的所述弹性变形的相关性。在这种背景下，需要察觉到的是所述固定臂和所述接合头支承件的内腔表面以及所述接合头的内腔表面之间的空隙不需要沿着这些部件保持均一，但是可以变化。这种变形可以取决于或者也可不取决于与所述材料厚度的相关性。为了固定所述接合头接合部件的最大的可能的部分，如果所述固定臂延伸穿过所述接合头接合部件时可能会有优势。所述固定臂，从某种意义上说，穿透所述接合头接合部件特别是穿透所述接合头。以这种方式，可能会实现所述接合头接合部件的最稳定的固定。所述开口可以实施成例如相对较小的圆孔的形式，其中以所述接合头的内腔表面形式的内孔表面可以形成所述接合头接合部件的支承面。在这种情况下，支承面会邻近定位在延伸穿过这个孔的所述固定臂的外侧。由生成的圆柱表面构成的所述两支承面可以在产生缺陷情况下互相支承。还为了是所述两结构构件的运动自由度在所有三个旋转自由度上适应复杂的相对运动，如果将所述旋转自由度的枢转范围设置成60°可能是有优势的。达到60°的枢转范围允许许多复杂的运动，特别是相对于所述单独旋转自由度的组合。然而，也可以设想的是，取决于所述连接装置的所需的应用，可以实施成较小的轴向范围。在飞机机架的结构构件的连接中，例如，如果所述枢转范围设置成20°，就是很合理的。为了保证相对于运动自由的某种安全性，这样做是更为合理的在各个旋转自由度中附加地提供另外8°的枢转范围，以防止对容纳部和/或所述接合头接合部件的过度旋转以及可能的相关的损坏。另外可能有优势地是，于所述第一结构构件上安装容纳部安全件，其中所述容纳部安全件防止在出现导致所述容纳间损坏的机械缺陷情况下，所述接合头从所述容纳部脱离。这样的容纳部安全件因而形成对于容纳部区域的故障安全，类似于由所述固定臂形成的对于所述接合头接合部件的区域的故障安全。大致所述容纳件损坏的机械缺陷可能会产生于例如是超过服务寿命后的表面磨损，以及例如是所述接合头的阻塞。所述容纳部中的材料缺陷或从所述接合头传送至所述容纳部的震动也可以导致所述容纳部的塑性变形、破裂或者甚至是断裂。在产生这种缺陷的情况下，所述容纳部由于其收纳在所述第一结构构件中得以能够传送压力和剪力，但是张力的传送不再能保证。因此，所述容纳部安全件防止所述接合头从容纳部中被拉出从而在所述两结构构件之间的连接产生分离。
为了进一步提高本发明的简单性，可能有优势地，至少部分地通过同样的安装装置将所述固定臂和所述接合头接合部件安装在所述第二结构构件上。这样的安装装置可以包含例如用于将所述连接装置拧进所述第二结构构件的带螺纹的螺栓。在这种情况下，这样的螺栓可以延伸穿过与凸缘形状类似的所述接合头端部件的一部分，并且与所述第二结构构件中的对应孔互相作用。至少一些所述螺栓也可以用于安装所述固定臂，从而所述固定臂以及所述接合头接合部件藉由同样的螺栓安装在所述第二结构构件上。然而，可以设想的是，可以使用专门用于将所述固定臂安装在所述第二结构构件上的以分离的螺栓形式的同样的安装装置。以这种方式，相对于其与所述第二结构构件的连接，所述固定臂也可以从所述第一负载路径分离。这种分离用于额外地提高安全性，因为导致所述接合头接合部件发生损坏的机械缺陷的损害也不传送至所述固定臂的安装装置。这种连接因而也形成以所述固定臂实现的故障安全部分。可能有优势的是，如果所述接合头和/或所述容纳部的特征是至少在所述两部件相接触的区域设置用于改善相对滑动的涂层。这样的涂层用于减少所述两部件之间的滑动摩擦系数。这种减少一方面能将实现所述两结构构件之间的相对运动所需的力至少减去所需克服的摩擦力。另一方面，这种涂层将“轴承咬死”的风险最小化，在“轴承咬死”中，所述接合头以及所述容纳部都塑性变形并且所述连接装置的相对运动性消失。为了保证相对于要传送的负载，所述安全路径也具有足够的表面，可能有优势的是，分别位于邻近所述接合头支承件的内腔表面和所述接合头的内腔表面的所述固定臂的部分合计达到所述接合头接合部件的内轮廓的至少25%。换句话说,所述接合头接合部件的内轮廓的至少25%通过所述固定臂以这种方式固定并且在产生缺陷情况下用作支承表面。所述负载可以通过这些表面沿所述第二负载路径传送。本发明的另外目的是一种飞机的襟翼系统，其特征在于包括飞机机架构件的至少一个结构构件和襟翼构件的至少一个结构构件。飞机机架构件的所述结构构件能够是所述第一构件并且襟翼构件的所述结构构件能够是所述第二构件，反之亦可。所述两个结构构件通过本发明的一个或多个连接装置至少部分地互相连接。特别是调节襟翼与飞机的主翼的连接中，根据空气动力学方面，所述襟翼系统需要复杂的运动，从而理想地将所述调节襟翼相对于所述主翼定位。这种理想的定位基于作用于所述主翼的相关风的方向，而不基于翼展方向的方位。所述调节襟翼相对于所述主翼的复杂运动因而是对理想的定位是必需的。独创性的连接装置使得能以紧凑的方式将所述调节襟翼安装在所述主翼上，而不会因为这种安装而妨碍所述复杂运动。因此，只有使用所述独创性连接装置使得实现紧凑设计但还是具有理想的空气动力学定位成为可能。在独创性襟翼系统中，如果所述连接装置提供在设置在飞机机架构件上的致动器与调节襟翼之间可能是有优势的。在这种情况 下，与致动器的连接是特别重要的，因为当所述复杂的相对运动进行时，所述致动器和所述调节襟翼之间相对较大的相对运动产生在这个位置。在与致动器的连接中，可获得的结构空间也有限，因为所述致动器是运动部件，其运动需要相应的空间区域。独创性连接装置的使用因而使得能实现紧凑设计，但还是具有所述故障安全以及所述复杂运动。本发明的另外目的是具有特征是独创性襟翼系统的飞机。构件的故障安全具有决定性的重要性，尤其是在飞机中，从而所述连接装置的故障安全设计以及三个旋转自由度的组合是决定性的优势。
本发明将参照所附附图更详细地描述说明。在上下文中，术语“左”、“右”、“上”、“下”指的是具有正常地可读的附图标记的附图的方向，在这些附图中图I示出了飞机的襟翼系统的连接装置的示范实施例，图2示出了根据图I中所示的示范实施例的连接装置的具体细节，图3示出了根据图I中所示的示范实施例的第一结构构件的单独说明，图4示出了根据图I中所示的示范实施例的未安装的接合头接合部件的具体细节，图5以剖面的形式示出了连接装置的示范实施例，图6示出了根据以剖面的形式的图5中所示的示范实施例的接合头接合部件，图7示出了根据图6中的正常模式的示范实施例，其中第一负载路径也示意在该图中，图8示出了根据图6中的有缺陷情况下的示范实施例，其中第二负载路径也示意在该图中，以及图9示出了带有分离的接合头支承件的连接装置的另外的示范实施例。
具体实施例方式图I示出了连接装置10的第一示范实施例，连接装置10将襟翼系统100的两结构构件110和120互相连接。第一结构构件110由杠杆形式的致动器组成，其中所述杠杆构成杠杆联动件的一部分，其依次连接于飞机机架130，并且能使第二结构构件120相对于第一结构构件110运动。第二结构构件120由襟翼构件140的调节襟翼组成，该调节襟翼可以根据飞行状况被设置在相对于第一结构构件110的不同的位置上。在本示范实施例中，该相对的位置的确定利用该致动器也就是利用第一结构构件110来实现。然而，也可以这样实现示范实施例，其中，该第一结构构件不是相对运动部件，而仅仅是代表用于第二结构构件120相对运动的轴承位点。除了大致为三角形的杠杆作为襟翼构件140的第一支承装置，这个襟翼构件藉由第二结构构件120和连接装置10得以与第一结构构件110连接。因为第二结构构件120相对于第一结构构件110的定位是以复杂的方式进行，也就是以多于一个的旋转自由度来实现，所以提供了连接装置10，以作为两结构构件110和120之间负载传递的轴承，尽管运动是复杂的。连接装置10在图I所示的示范实施例中基本上由设计成相对于机械缺陷为故障安全方式的球窝接头的形式来实现。例如，以下特别参照图5到图9，更详细地描述的这种连接装置10用在此示范实施例中。图2示出了根据图I中的示范实施例的具体细节。在这个具体细节中，连接装置10的区域以放大的方式示出。形成杠杆致动器的一部分使第二结构构件120运动的第一结 构构件110在视图的左侧示出。第二结构构件120形成襟翼系统140的一部分并且位于图2中的右侧。连接装置10设置在中间。这个连接装置的特征在于接合头接合部件30，其在图2中的两结构构件110和120之间至少局部地示出。这个接合头接合部件30设有三个区域，其中根据图2的接合头20从收纳于第一结构构件110内的容纳部20部分地凸出，并且其中接合头支承件34也在这个图中示出。第二结构构件120和接合头接合部件30之间的安装由多个螺栓形式的安装装置90来保证。从而接合头接合部件30以运动地刚性的方式与第二结构构件120连接，并且容纳部20因为其收纳于结构构件110中而以运动地刚性的方式与结构构件110连接。在这个示范实施例中，结构构件110和120之间的相对运动以容纳部20与接合头接合部件30之间的相对运动的形式来进行。图2进一步示出了假如发生的机械缺陷涉及到容纳部20被削弱，作为故障安全的容纳部安全件。这个容纳部安全件的具体功能进一步在下文中详细说明。这个容纳部安全件60也通过螺栓形式的安装装置安装在第一结构构件110上。为了简化安装，容纳部安全件60由两部分组成从而它可以在该连接装置的安装完成以后进行安装或者甚至是替换。图3示出了致动器形式的未安装的第一结构构件110。这个第一结构构件已经具有容纳部20的特征，或者是收纳于其中并且准备收纳接合头接合部件30的轴承壳特征。在这种情况下，该容纳部基本上以中空球体形式得以实现并且设计成与接合头接合部件30的接合头32协同作用。接合头32基本具有球体的形状，也就是接合头32的外表面的主要部分形成球体。容纳部安全件60根据图3所示已经安装。这两个容纳部安全件60为了接合头接合部件30的安装需要被拆下，并且在接合头32安装完毕后能重新安装上。图4示出了根据图3中的第一结构构件110的对应部分。未安装的接合头接合部件在图4中示出。这个接合头接合部件30与第二结构构件120连接。这种连接利用螺栓形式的安装装置90来完成。接合头接合部件30配备有三个功能区域。这些区域中的一个是具有大体为球形的接合头32，因此适合被收纳于根据图3所示的容纳部20并且与该容纳部20协同作用。接合头接合部件30的另一特征是桥接接合头32和第二结构构件120之间的距离的接合头支承件。另外，接合头端部件36设置并且安装在第二结构构件120上。在这种情况下，该接合头端部件基本上以凸缘的形式实现，从而接合头端部件36以及整个接合头接合部件30也以螺栓形式的安装装置90安装在结构构件120上。在这个图中的四个安装装置90应理解为只作为举例。取决于工作状况和安全需要，也可能使用更多的螺栓作为安装装置90。在图4中，已经在凸缘形式的接合头端部件36中机加工出12个适合收纳螺栓的孔。接合头32的球体形状在接合头接合部件30的最外端(图7中的左端)处中止，该最外端在安装到此容纳部20之中后位于该容纳部20内的最远处。固定臂50的端部通过这样产生的该接合头中的开口或者通孔得以看见。该开口的这个区域不是用于两个结构构件110和120之间的负载传递，从而也不是用于容纳部20和接合头接合部件30之间的负载传递。该负载不是从接合头32的球形表面传送至容纳部20的中空球形表面。接合头32中的该开口用于固定臂50的安装，特别是用于在螺钉的帮助下安装固定臂50。根据本发明的实施例，固定臂50的最外部分位于固定臂端部件56的相对侧，延伸穿过形成在该通孔内的凸缘33a并且围绕着该通孔沿圆周方向延伸。凸缘33a的第一面或者毗连面朝着离开固定臂端部件56的方向。从图7中可以看出，固定臂50包括毗连件33b，其可以是像挡环之类的、能连接于例如固定臂50端部的分离件。或者，Btt连件33b和固定臂50 —体地形成或制造。毗连件33b沿径向延伸超过固定臂50的圆周表面，该圆周表面从该毗连件33b朝固定臂端部件56延伸。在延伸超过固定臂50的表面这部分毗连件 33b中，形成有朝向固定臂端部件56并且面向凸缘33a第一面的第二面或毗连面33c。优选地，在该连接装置的正常运行中，该第一面和该第二面被定位成使在该第一面和该第二面之间具有预定的间隙。另外，在固定臂50表面的外圆周段和相对的通孔内表面之间可以有间隙。假如有缺陷导致接合头接合部件30有预定的损坏或预定的破裂，该第一面和该第二面转变负载路径，就像图8中可以看到的那样。在互相面对着的固定臂50表面和通孔内表面之间具有空隙的实施例中，通过接合头接合部件30(图8)的这样的预定的损坏或预定的破裂，该第一面和该第二面变得互相毗连。图5和图6示出了连接装置10的示范实施例的剖面。这个示范实施例代表适合应用于根据图I至图4的襟翼系统的一个可选设计。根据图5所示的示范实施例，连接装置50的特征是将容纳部20和接合头接合部件30作为核心元件。容纳部20收纳于第一结构构件110内并且几乎完全凹入其中。该容纳部进一步藉由容纳部安全件60得以防止从第一结构构件110中的收容部中滑出从而得到稳固。容纳部安全件60依次地通过螺栓形式的安装装置90安装在第一结构构件110上。以这种方式，接收件20相对于第一结构构件110的位置得以被限定。接合头接合部件31再一次具有的特征是包含三个功能区域并且一体制成。该三个区域由像在图6中示出的接合头32本身、接合头支承件34和该接合头端部件组成。接合头接合部件30通过接合头端部件36并且通过螺栓形式的安装装置90安装在第二结构构件120上。固定臂50的具体设计参照图6所示的剖面进一步在下文中解释说明。在这个图中，接合头接合部件30从接收件20处移开。固定臂50凸出进入接合头接合部件30的腔38的内部。这个腔延伸穿过接合头接合部件30，特别是穿过接合头32和接合头支承件34。在这种情况下，固定臂50以稍微呈锥形的方式实现，从而在安装过程中它能很轻易地插入接合头接合部件30的腔38内。另外，固定臂50在邻近接合头支承件34的内腔表面40和接合头32的内腔表面40处分别分段地定位。也可以指运动空间的空隙存在于固定臂50和对应的内腔表面40之间。这个空隙足够大以使固定臂50与内腔表面40不接触，也就是即使在接合头接合部件30弹性形变时也不接触。因为它进入接合头接合部件30的腔38内的几何范围以及上述空隙，固定臂50形成潜藏的第二负载路径，并且在正常模式下不传送负载。固定臂50位于接合头端部件36和第二结构构件120之间并且与接合头接合部件30类似，通过螺栓形式的同样安装装置安装在第二结构构件120上。将接合头接合部件30相对于该第二结构构件精确定位的补偿环设置在固定臂50和第二结构构件120之间。图7和图8示出了与可能导致接合头接合部件30损坏的机械缺陷有关的两种运行状况。图7示出了正常模式，也就是没有机械缺陷的运行状况。在该正常模式中，负载沿着第一负载路径70从第一结构构件120传送至第二结构构件110。在这种背景下，应当注意的是该负载决不是仅沿着一条线传送，而是第一负载路径70中只是代表从第一结构构件120传送至第一结构构件110的三维负载传递的基本路径。第一负载路径70从第二结构构件120延伸进入接合头接合部件30内并且从那里通过容纳部20进入第一结构构件110。在这种情况下，第一负载路径70指压力，也是指张·力和剪应力。因此，整体完好的接合头接合部件30形成该第一负载路径的一部分。在发生损坏时，可能会发生导致接合头接合部件30损坏的机械缺陷，例如，如图8中所示。这个图示出了接合头接合部件30上在从接合头支承件34至接合头31过渡区域内发生断裂。这种断裂中断了图7中所示的第一负载路径70。因为第一负载路径70中断，该负载至少不能再从第二结构构件120传递，从而它无意地相对于第一结构构件110运动。在这种情况下，接合头接合部件30特别是接合头32相对于该容纳部不会产生运动或很难产生运动。然而，在接合头接合部件30和固定臂50之间会产生相对运动。接合头接合部件30和固定臂50之间的相对运动的结果如图8中所示。这种相对运动在固定臂50 —旦与接合头32以及接合头支承件34的内腔表面40形成接触就立即停止。这意味着固定臂50被支承在这些内腔表面40上。这种支承产生也示意在图8中的两条线形式的第二负载路径80。然而，第二负载路径也代表三维负载传递，其中该负载从第二结构构件120向固定臂50传递并且从那里进入该容纳部从而通过该接合头的部分进入第一结构构件110。第二负载路径80，在某种意义上说，绕过机械缺陷200。图9示出了连接装置10的另外示范实施例。在这个图中所示的连接装置10与根据图5至图7中的示范实施例非常类似地实现，但是接合头接合部件30在这个示范实施例中具有一个多部件的设计。在这种情况下，该多部件设计指的是接合头接合部件30的功能区域分开。接合头32与该接合头支承件分开地制造并且刚性地与其连接。接合头端部件36在这个示范实施例中一体地与该接合头支承件形成。这样产生的形成可以允许接合头接合部件30的制造更简单，特别是成本效率更高。如果在接合头接合部件30中产生机械缺陷，它只是要求更换对应的有缺陷的部件，也就是接合头32或接合头支承件34。这也能降低维护和修理工序的成本。在根据图9中的示范实施例中，固定臂50的功能与参照图5至图8中所示的示范实施例的上述细节描述相同。附图标记10连接装置20容纳部30接合头接合部件
32接合头33a 凸缘33b毗连面33c 第一表面34接合头支承件36接合部件端部件或接合头端部件38 腔40内腔表面
50固定臂56固定臂端部件60容纳部安全件70第一负载路径80第二负载路径90安装装置100飞机的襟翼系统110第一结构构件120第二结构构件130飞机机架构件140襟翼构件200机械缺陷
权利要求
1.一种连接装置(10)，所述连接装置(10)用于将第一结构构件(110)和第二结构构件(120)相连接，所述第二结构构件能以铰接方式相对于所述第一结构构件运动，从而提供三个旋转自由度，其特征在于 接合头接合部件(30)，具有接合头(32)和接合头支承件(34)，所述接合头被所述第一结构构件(HO)的容纳部(20)收纳，所述接合头支承件(34)具有接合部件端部件，用于将其安装在所述第二结构构件(120)上，从而因为所述接合头(32)收纳在所述容纳部(20)中，在所述两个结构构件(110、120)之间形成第一负载路径(70)，所述接合头接合部件(30)的特征在于具有内腔表面(40)的腔(38)，其中所述腔(38)延伸穿过所述接合头(32)和所述接合头支承件(34)， 固定臂(50)，具有用于将其安装在所述第二结构构件(120)上的固定臂端部件(56)，所述固定臂延伸进入所述接合头接合部件(30)的所述腔(38)， 其中所述固定臂(50)各自沿着所述接合头支承件(34)的内腔表面(40)分段地延伸，从而在机械缺陷导致所述接合头接合部件(30)损坏或破裂并且一段固定臂(50)被收纳于所述接合头支承件(34)的所述内腔表面(40)的情况下，在所述第一结构构件(110)和所述第二结构构件(120)之间能获得第二负载路径(80)。
2.如权利要求I所述的连接装置(10)，其特征在于所述接合头接合部件(30)具有多部件设计并且由所述接合头支承件(34)和被收纳的所述接合头(32)组成。
3.如权利要求I所述的连接装置(10)，其特征在于所述接合头接合部件(30)—体地制成。
4.如前述权利要求中任一所述的连接装置(10)，其特征在于所述固定臂(50)各自分段地邻近所述接合头支承件(34)的内腔表面(40)延伸，从而在机械缺陷导致所述接合头接合部件(30)损坏或破裂并且一段固定臂(50)被收纳于所述接合头支承件(34)的所述内腔表面(40)的情况下，所述固定臂使得在所述第一结构构件(110)和所述第二结构构件(120)之间能获得第二负载路径(80)。
5.如前述权利要求中任一所述的连接装置(10)，其特征在于从所述固定臂端部件(56)来看时，所述腔(38)在所述接合头支承件(34)后面变大。
6.如前述权利要求中任一所述的连接装置(10)，其特征在于在所述固定臂(50)的外轮廓与所述接合头支承件(34)的所述内腔表面(40)以及所述接合头(32)的内腔表面(40)的内轮廓之间分段地设置有间隙，从而在所述接合头接合部件(30)机械上完好时所述固定臂(50)不用于传递负载。
7.如前述权利要求中任一所述的连接装置(10)，其特征在于在所述固定臂(50)与所述接合头支承件(34)的所述内腔表面(40)以及所述接合头(32)的内腔表面(40)之间的间隙各自合计不超过所述接合头接合部件(30)最大直径的5%。
8.如前述权利要求中任一所述的连接装置(10)，其特征在于在所述固定臂(50)与所述接合头支承件(34)的所述内腔表面(40)以及所述接合头(32)的内腔表面(40)之间的间隙各自合计不超过所述各个内腔表面(40)处的最小材料厚度的20%。
9.如前述权利要求中任一所述的连接装置(10)，其特征在于关于旋转自由度的枢转范围大至60°。
10.如前述权利要求中任一所述的连接装置(10)，其特征在于设有容纳部安全件(60)用于安装在所述第一结构构件(Iio)上，其中所述容纳部安全件(60)在机械缺陷导致所述容纳部(20)中损坏情况下，防止所述接合头(32)从所述容纳部(20)脱落。
11.如前述权利要求中任一所述的连接装置(10)，其特征在于所述固定臂(50)和所述接合头接合部件(30)通过同样的安装装置(90)至少部分地安装在所述第二结构构件(120)上。
12.如前述权利要求中任一所述的连接装置(10)，其特征在于所述接合头(32)和/或所述容纳部(20)的特征是至少在所述两部件(20，32)相接触的区域设置用于改善相对滑动的涂层。
13.如前述权利要求中任一所述的连接装置(10)，其特征在于分别位于邻近所述接合头支承件(34)的内腔表面(40)和所述接合头(32)的内腔表面(40)的所述固定臂(50)的部分合计达到所述接合头接合部件(30)的内轮廓的至少25%。
14.一种飞机的襟翼系统(100)，其特征在于包括飞机机架构件(130)的至少一个结构构件(110)和襟翼构件(140)的至少一个结构构件(120)，其中所述两个结构构件(110，120)通过具有权利要求I至11中的任一项特征的一个或多个连接装置(10)至少部分地互相连接，其中飞机机架构件(130)的所述结构构件(110)能够是所述第一构件并且襟翼构件(140)的所述结构构件(120)能够是所述第二构件，反之亦可。
15.如权利要求12所述的襟翼系统(100)，其特征在于设置于所述飞机机架构件(130)上的致动器和调节襟翼之间提供有至少一个连接装置(10)。
16.一种飞机，其特征是，具有权利要求12至13中的任一项特征的襟翼系统(100)。
全文摘要
本发明涉及用于将第一结构构件和第二结构构件相连接的一种连接装置，该第二结构构件以铰接方式可以相对于该第一结构构件运动，该铰接方式提供三个旋转自由度。
文档编号F16C11/06GK102918284SQ201180019008
公开日2013年2月6日 申请日期2011年2月1日 优先权日2010年2月1日
发明者沃纳·蒂克鲁普, 浩克·哈丁 申请人:空中客车运作有限责任公司