DE102009003834A1

DE102009003834A1 - Flugzeugfahrwerklenksystem

Info

Publication number: DE102009003834A1
Application number: DE102009003834A
Authority: DE
Inventors: Richard Wolverkampton Humphrey
Original assignee: GE Aviation UK
Current assignee: GE Aviation Systems Ltd
Priority date: 2008-05-02
Filing date: 2009-04-27
Publication date: 2009-11-05
Also published as: GB0808087D0; JP5815200B2; US8752790B2; FR2930761A1; BRPI0901815A2; GB2459714A; GB2459714B; JP2009269596A; CA2664885C; FR2930761B1; CN101665154B; CA2664885A1; US20090294578A1; CN101665154A

Abstract

Die Erfindung bezieht sich allgemein auf ein Flugzeugfahrwerklenksystem (110, 210, 310), das ein Drehelement (118, 218, 318) enthält, das betrieblich über ein Harmonic Drive-Getriebe (260, 360) mit einem Fahrwerkbein (116, 216, 316) gekoppelt ist. Das Fahrwerklenksystem (110, 210, 310) kann elektrisch angetrieben sein. Außerdem bietet das Fahrwerklenksystem (110, 210, 310) verschiedene Vorteile, einschließlich der Schaffung eines sicheren Ausfallzustandes, falls das Harmonic Drive-Getriebe (260, 360) ausfallen sollte.

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf ein Flugzeugfahrwerk. Im Einzelnen bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein verbessertes Flugzeugfahrwerklenksystem.
Hintergrund
Die meisten Luftfahrzeuge, insbesondere solche, die schwerer als Luft sind, sind mit irgendeiner Art von Fahrwerk ausgerüstet. Häufig nimmt dieses Fahrwerk die Form einer oder mehrerer Gruppen von frei drehbaren Rädern an, die jeweils an Radsatzeinheiten angeordnet sind, die unabhängig voneinander in einen zugehörigen Fahrwerkschacht in dem Rumpf des Flugzeugs einfahrbar sein können, um den auftretenden Luftwiderstand beim Flug zu verringern. Gewöhnlich sind eine oder mehrere der Radsatzeinheiten auch lenkbar, damit der Pilot das Flugzeug am Boden steuern kann. Es ist z. B. bei einer Fahrwerkanordnung vom Dreiradtyp sehr gebräuchlich, dass die Radsatzeinheit des Bugrades bezogen auf den Flugzeugrumpf unabhängig gedreht werden kann, um das Flugzeug zu lenken.
Für Flugzeugfahrwerke sind verschiedene Lenkanordnungen bekannt. Ein gebräuchlicher Typ verwendet eine hydraulisch angetriebene mechanische Anordnung zum Lenken des Flugzeugs [1–7]. Die Hydraulikleitungen und -aktuatoren, die für eine solche Lenkanordnung benötigt werden, neigen jedoch dazu, schwer und sperrig zu sein, wodurch sie relativ viel Platz in einem Fahrwerkschacht einnehmen. Außerdem wird eine Hydrau likflüssigkeit verwendet, und jegliche Lecks in derartigen Systemen sind in dem Flugzeug problematisch.
Als Alternative zu hydraulisch betriebenen Anordnungen sind auch verschiedene elektrisch betriebene Flugzeuglenksysteme entwickelt worden [8–11]. Diese werden jedoch hauptsächlich an verschiedenen leichten Flugzeugen verwendet, weil sie allgemein schlechte mechanische Ausfalleigenschaften aufweisen, die z. B. zu einem Blockieren der Lenkeinrichtung führen können, wenn das Lenksystem versagen sollte. Solche Ausfallzustände können gefährlich sein, und dies ist ein Grund dafür, dass elektrische Lenksysteme bei größeren Flugzeuge, wie etwa den für kommerzielle Luftverkehrsanwendungen eingesetzten Flugzeugen, gewöhnlich nicht angewandt worden sind.
Außerdem können bestimmte konventionelle Flugzeugfahrwerklenksysteme auch schlechte mechanische Schwingungseigenschaften aufweisen. Die Bugräder von konventionellen Systemen können z. B. die Neigung haben, zu flattern oder unkontrollierbar von Seite zu Seite zu schwingen, wenn das Flugzeug aufsetzt. Diese Eigenschaft ist unerwünscht und kann z. B. bei hydraulisch betriebenen Systemen verringert werden, indem ein hydraulischer Akkumulator und Ventile vorgesehen werden, um den Hydraulikflüssigkeitsdruck in dem Lenksystem beim Aufsetzen zu erhöhen. Ein derartiger hydraulischer Akkumulator und derartige Hydraulikventile erhöhen jedoch nicht nur das Gewicht und die Komplexität von bestimmen konventionellen Flugzeuglenksystemen, sondern erhöhen auch die Wahrscheinlichkeit, dass Hydraulikflüssigkeitslecks auftreten.
Verschiedene Aspekte und Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind daher entwickelt worden, wobei die zuvor ge nannten Nachteile konventioneller Flugzeugfahrwerklenksystemen im Auge behalten worden sind.
Zusammenfassung der Erfindung
Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Flugzeugfahrwerklenksystem geschaffen. Das Flugzeugfahrwerklenksystem enthält ein Drehelement, das betrieblich über ein Harmonic Drive-Getriebe mit einem Fahrwerkbein verbunden ist.
Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Schaffung eines Flugzeuglenksystems bereitgestellt. Das Verfahren enthält das Verbinden eines Drehelementes mit einem Fahrwerkbein oder -schaft über eine Harmonic Drive-Getriebeeinrichtung. Das Verfahren kann auch vorteilhafterweise verwendet werden, um verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung an konventionellen Flugzeugfahrwerkeinrichtungen nachzurüsten.
Durch die Verwendung eines Harmonic Drive-Getriebes zum Koppeln eines Fahrwerkbeins mit einem Drehelement kann ein leichtgewichtiges kompaktes Lenksystem geschaffen werden. Weiterhin ermöglicht die Verwendung eines Harmonic Drive-Getriebes auch ein hohes Übersetzungsverhältnis zwischen einem Aktuator und dem Drehelement, wodurch es möglich gemacht wird, dass Aktuatoren mit einem relativ niedrigen Drehmoment eingesetzt werden können.
In verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung kann z. B. ein Elektromotormodul verwendet werden, das wiederum die Schaffung einer noch kompakteren Lenkeinrichtung mit dem zusätzlichen Vorteil ermöglicht, dass die Notwendigkeit der Bereitstellung hydraulischer Betätigungssysteme in einem Fahrwerkschacht verringert oder sogar beseitigt wird.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Verschiedene Aspekte und Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nun in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen beschrieben:
1 zeigt eine schematische Darstellung eines Flugzeugfahrwerks gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
2 zeigt einen Querschnitt eines Flugzeugfahrwerklenksystems gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
3 zeigt einen Querschnitt eines Flugzeugfahrwerklenksystems gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und
4 zeigt ein Verfahren zum Nachrüsten eines Flugzeugfahrwerklenksystems gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Detaillierte Beschreibung
1 zeigt schematisch eine Darstellung eines Flugzeugfahrwerks 100 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Das Flugzeugfahrwerk 100 ist in einen (nicht gezeigten) Fahrwerkschacht einfahrbar, der in dem Rumpf 10 eines Flugzeugs ausgebildet ist. Eine Ein- und Ausfahreinrichtung 104 ist vorhanden, um das Fahrwerk 100 in den Fahrwerkschacht hinein und aus diesem heraus zu bewegen.
Das Fahrwerk 100 weist eine Fahrwerkgabel 102 auf, die an einem ersten Ende 114 schwenkbar in dem Fahrwerkschacht befestigt ist. Das Fahrwerk 100 weist auch eine Radsatzeinheit 108 auf, die mit einem Stoßdämpfer 112 und einer Momentenabstützung 106 verbunden ist. Der Stoßdämpfer und die Momentenabstützung 106 sind über ein Fahrwerkslenksystem 110 mit einem Beinabschnitt 116 verbunden, der an einem zweiten Ende der Fahrwerkgabel 102 distal von dem ersten Ende 114 derselben ausgebildet ist.
Das Fahrwerklenksystem 110 enthält ein Drehelement 118, das mit einem internen Harmonic Drive-Getriebe (siehe z. B. unten die 2 und 3) verbunden ist, das weiterhin mit dem Beinabschnitt 116 verbunden ist. Die Momentenabstützung 106 ist in diesem Beispiel mit dem drehbaren Element 118 verbunden, und der Stoßdämpfer 112 erstreckt sich konzentrisch durch das Drehelement 118 hindurch.
2 zeigt einen Querschnitt eines Teils eines Flugzeugfahrwerklenksystems 210 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Das Lenksystem 210 enthält ein röhrenartiges Drehelement 218, das einen Stoßdämpfer 212 aufweist, der darin durch Lager 238 konzentrisch entlang einer Zentralachse 250 angebracht ist. Das Drehelement 218 erstreckt sich durch das Zentrum eines Harmonic Drive-Getriebes 260, das unten genauer beschrieben ist. Außerdem weist das Drehelement 218 ein vorstehendes Anschlusselement 219 zum Anschließen einer Momentenabstützung 206 auf, die an einer (nicht gezeigten) Radsatzeinheit befestigt werden kann.
Ein konzentrisch angebrachtes Gehäuse 240 umschließt das Drehelement 218 und ist durch eine Verbindungseinrichtung 234 mit diesem verbunden. Ein Elektromotormodul 226 ist an dem Gehäuse 240 angebracht, durch die Form und den Sitz ausgerichtet und durch vier Schrauben an seinem Platz befestigt. Der in dem Elektromotormodul 226 vorhandene Motor ist ein bürstenloser Gleichstrommotor, und das Elektromotormodul 226 weist weiterhin eine Zahnkupplung auf, die an dem Abtrieb angebracht ist.
Das Gehäuse 240 trägt außerdem ein Lager 232, das einen Wave Generator 220 bzw. Wellengenerator oder Scheibe in einer konzentrischen Beziehung zu dem Drehelement 218 lagert. Der Wave Generator 220 ist demnach in der Lage, sich bezogen auf das Drehelement 218 zu drehen. Der Wave Generator 220 weist ein elliptisches Profil auf, wenn er in einer Ebene rechtwinklig zu der Zentralachse 250 betrachtet wird, und ist aus einem metallischen Material, wie etwa Stahl hergestellt. Das Elektromotormodul 226 ist auch durch eine ineinander kämmende, beidseitig verzahnte Anordnung mit dem Wave Generator 220 verbunden, so dass eine Betätigung des Elektromotormoduls 226 den Wave Generator 220 in eine Drehbewegung um die Zentralachse 250 und das Drehelement 218 versetzt.
Das Lenksystem 210 enthält ein Fahrwerkbein 216. Das Bein kann z. B. mit einer Fahrwerkgabel verbunden oder mit dieser als einstückiges Element ausgebildet sein. Eine Differenzdrehbewegung zwischen dem Fahrwerkbein 216 und dem Drehelement 218 ermöglicht eine gesteuerte Lenkung einer mit dem Drehelement verbundenen Radsatzeinheit und dadurch des Flugzeugs.
Der Fahrwerkbein 216 weist ein Flex Spline- bzw. Büchsengehäuse 228 auf und trägt (distale) Lager 236, die ihrerseits das Drehelement 218 in sich lagern, wodurch das Drehelement 218 und der Fahrwerkbein 216 in einer konzentrischen Beziehung gehalten werden. Ein Flex Spline bzw. eine flexible Büchse 222 ist in dem Flex Spline-Gehäuse 228 vorhanden und in der Lage, sich bezogen auf das Flex Spline-Gehäuse 228 und den Fahrwerkbein 216 zu drehen. Weiterhin ist ein Antriebswellenelement bzw. Drive Spline 239 vorhanden, um den Flex Spline 222 zu lagern und in einer konzentrischen Beziehung bezogen auf das Fahrwerkbein 216 zu halten.
Der Flex Spline 222 ist becherförmig und kann aus einem relativ dünnwandigen Material, wie z. B. einem Stahlmaterial hergestellt sein. Außerdem weist der Flex Spline 222 eine Anzahl von N Zähnen 223 auf, die außen um seinen Umfang herum angeordnet sind.
Ein Fixed Spline bzw. Circular Spline oder Außenring 224 ist an einem ersten Ende des Fahrwerkbeins 216 angebracht. Der Fixed Spline 224 ist ringförmig und weist eine Anzahl von N + Δ Innenzähnen auf, die an einer Innenumfangsfläche des Fixed Spline angeordnet sind. Der Fixed Spline 224 ist konzentrisch zu dem Wave Generator 220 und dem Flex Spline 222 angeordnet.
Außerdem kämmen die Innenzähne des Fixed Spline 224 mit den Außenzähnen 223 des Flex Spline 222.
Der Wave Generator 220, der Flex Spline 222 und der Fixed Spline 224 bilden zusammen das Harmonic Drive-Getriebe 260. Das Harmonic Drive-Getriebe 260, das manchmal auch als ein Gleitkeil- oder Spannungswellengetriebe bezeichnet wird, erzeugt ein Übersetzungsverhältnis von dem Abtrieb des Elektromotormoduls 226 zu dem Fahrwerkbein 216. Dieses Verhältnis kann groß gemacht werden, siehe z. B. die Erläuterungen von Musser [12] für nähere Einzelheiten.
In einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung erzeugt das Harmonic Drive-Getriebe 260 ein Übersetzungsverhältnis von 1.60:1. In dieser Ausführungsform wird eine zusätzliche Getriebeeinrichtung 280 an dem Abtrieb des Elektromotormoduls 226 angeordnet, und deren Abtrieb wird zum Antreiben des Harmonic Drive-Getriebes 260 verwendet. Das Getriebe 280 kann z. B. ein Übersetzungsverhältnis von 13:1 aufweisen, das durch eine Kombination mit einem Harmonic Drive-Getriebeübersetzungsverhältnis von 160:1 verwendet werden kann, um ein Drehmoment von 75 kNm an dem Drehelement zum Drehen des Drehelementes 218 und der damit verbundenen Radsatzeinheit unter Verwendung eines Elektromotors zu erzeugen, der ein relativ geringes Abgabemoment von nur 4 Nm aufweist.
Ein weiterer Vorteil dieser und anderer verwandter Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung liegt in dem Ausfallzustand, wenn die Harmonic Drive-Getriebeanordnung ausfallen sollte. Der Anmelder hat herausgefunden, dass ein verbreiteter Fehlerzustand bei derartigen Harmonic Drive-Getrieben, sofern sie überhaupt ausfallen, in einem Reißen des re lativ dünnwandigen, becherförmigen Flex Spline liegt, der in einer ähnlichen Weise wie ein Plastiktrinkbecher bricht, wenn dieser zerdrückt wird. Sollte dies bei den verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung passieren, fällt das Fahrwerklenksystem jedoch in einen frei schwenkbaren Zustand, in dem sich das Drehelement bezogen auf das Fahrwerkbein frei drehen kann. Dies ist jedoch ein inhärent sicherer Fehlerzustand, in dem ein Flugzeug sicher gelandet und am Boden immer noch durch unterschiedliche Bremsung und/oder (bei Flugzeugen mit mehreren Triebwerken) durch unsymmetrische Energiezufuhr gelenkt werden kann.
3 zeigt einen Querschnitt eines Flugzeugfahrwerklenksystems 310 gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Das Flugzeugfahrwerklenksystem 310 ist zu einer Anordnung zusammen gepackt, die von einem Fahrwerkbein 310 leicht entfernbar ist.
Das Lenksystem 310 enthält ein röhrenartiges Drehelement 318 mit einem Stoßdämpfer 312, der darin durch Lager 338 und 344 konzentrisch an einer Zentralachse 350 ausgerichtet angebracht ist. Das Drehelement 318 erstreckt sich durch das Zentrum eines Harmonic Drive-Getriebes 360, das unten genauer beschrieben ist. Das Drehelement 318 kann an einer (nicht gezeigten) Radsatzeinheit angebracht sein und/oder ein (nicht gezeigtes) vorstehendes Element haltern, wie es erwünscht ist.
Eine konzentrisch angebrachte Halterung 340 umgibt das Drehelement 318 und ist mit diesem über das Lager 344 verbunden, das sowohl an einem Schulterabschnitt, der in Umfangsrichtung um das Drehelement 318 herum ausgebildet ist, als auch an ei nem Flex Spline-Lager 342 anliegt. Das Lager 344 ist an der Halterung 340 befestigt. Die Halterung 340 ist auch mit einem Außenring bzw. Fixed Spline 324 verbunden, der ein Element des Harmonic Drive-Getriebes 360 bildet. Der Fixed Spline 324 ist ringförmig und weist eine Anzahl von M + Δ Innenzähnen auf, die an einer Innenumfangsfläche des Fixed Spline 324 ausgebildet sind.
Das Lenksystem 310 weist auch ein Gehäuse 390 auf, das an einem Verbindungselement 399 lösbar mit dem Fahrwerkbein 316 verbunden sein kann. Das Verbindungselement 399 kann z. B. ein oder mehrere Bolzen, Niete, Schrauben oder dergleichen enthalten, die es ermöglichen, dass das Lenksystem 310 schnell und einfach von dem Fahrwerkbein 316 gelöst werden kann.
Ein Elektromotormodul 326 ist mit dem Gehäuse 390 verbunden. Das Gehäuse 390 enthält auch ein Lager 332, das eine Scheibe bzw. einen Wave Generator 320 lagert, die in einer konzentrischen Beziehung zu dem Drehelement 318 angeordnet ist. Der Wave Generator 320 ist demnach in der Lage, sich bezogen auf das Drehelement 318 zu drehen. Der Wave Generator 320 weist ein elliptisches Profil auf, wenn er in einer Ebene rechtwinklig zu der Zentralachse 350 betrachtet wird. Das Elektromotormodul 326 ist auch über eine ineinander kämmende, beidseitig verzahnte Anordnung mit dem Wave Generator 320 verbunden, so dass eine Betätigung des Elektromotormoduls 326 in der Lage ist, eine Drehung des Wave Generator 320 um die Zentralachse 350 und das Drehelement 318 zu veranlassen.
Die Halterung 340 schafft außerdem ein Gehäuse für einen Flex Spline 322, der durch das Flex Spline-Lager 342 in der Halterung 340 gelagert ist. Das Flex Spline-Lager 342 stellt si cher, dass der Flex Spline 322 in einer konzentrische Lagebeziehung zu der Zentralachse 350 bleibt. Der Flex Spline 322 ist auch in der Lage, sich sowohl bezogen auf die Halterung 340 als auch auf das Drehelement 318 zu drehen.
Der Flex Spline 322 ist becherförmig und kann aus einem relativ dünnwandigen Material, wie z. B. einem rostfreien Stahlmaterial hergestellt sein. Außerdem weist der Flex Spline 322 eine Anzahl von M Zähnen 323 auf, die außen um seinen Umfang herum angeordnet sind.
Der Fixed Spline 324 ist bezogen auf den Wave Generator 320 und den Flex Spline 322 konzentrisch angebracht. Weiterhin kämmen die Innenzähne des Fixed Spline 324 mit den Außenzähnen 323 des Flex Spline 322. Der Wave Generator 320, der Flex Spline 322 und der Fixed Spline 324 bilden zusammen das Harmonic Drive-Getriebe 360, das zum Drehen des Fahrwerkbeines 316 bezogen auf das Drehelement 318 betreibbar ist, wenn das Elektromotormodul 326 mit sich im Eingriff befindender Kupplungseinrichtung betrieben wird.
Diese Ausführungsform bietet ebenfalls den wesentlichen Vorteil, dass der inhärent sichere, frei drehbare Zustand das wahrscheinliche Ergebnis ist, falls das Harmonic Drive-Getriebe ausfallen sollte.
4 zeigt ein Verfahren 400 zum Nachrüsten eines Flugzeugfahrwerklenksystems gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Das Verfahren 400 kann z. B. angewandt werden, um konventionelle Flugzeuglenkeinrichtungen gegen verschiedene der hierin beschriebenen Ausführungsformen auszutauschen und dadurch die Entfernung bestimmter hydraulischer Systeme aus dem Fahrwerkschacht des Flugzeugs zu ermöglichen sowie eine erhöhte Sicherheit im Falle von Lenksystemausfällen, die auftreten könnten, zu schaffen.
Das Verfahren 400 enthält den Schritt des Entfernens 402 der vorhandenen Lenkeinrichtung aus einem konventionellen Flugzeug, z. B. durch Herausschneiden, Losschrauben etc. der Einrichtung von einer Fahrwerkgabel. Die Entfernung konventioneller hydraulischer Aktuatoren, Leitungen, Akkumulatoren etc. aus dem Fahrwerkschacht kann ebenfalls zu diesem Zeitpunkt durchgeführt werden.
Als nächstes wird ein Schritt des Verbindens 404 eines Fahrwerklenksystems gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung durchgeführt. Das Fahrwerklenksystem wird an seinem Platz mit dem konventionellen Lenksystem verbunden und kann mit einer Fahrwerkgabel verbunden werden. Das Fahrwerklenksystem kann z. B. durch Verschweißen, Verschrauben, Verlöten, Vernieten etc. von verschiedenen Elementen einer vorhandenen Fahrwerkgabel mit einem Teil des Fahrwerklenksystems, wie z. B. einem Fahrwerkbein desselben verbunden werden.
In verschiedenen Ausführungsformen ist ein umgebendes Gehäuse eines Harmonic Drive-Getriebes entweder mit einem Drehelement oder dem Fahrwerkbein verbunden. Ein Fixed Spline des Harmonic Drive-Getriebes kann danach baulich an dem Fahrwerkbein, einer Zwischenhalterung oder dem Drehelement befestigt sein, wie es passend ist.
Außerdem können in dieser Phase verschiedene elektrische Verbindungen, z. B. zu einem Elektromotormodul des Fahrwerklenksystems hergestellt werden, damit dieses mit Energie versorgt werden kann. Weitere Verbindungen, wie etwa die zur Lieferung von Steuersignalen zum Steuern eines Motors und/oder verschiedener Kupplungseinrichtungen oder dergleichen, die in dem Fahrwerklenksystem vorhanden sind, können hergestellt werden.
Schließlich wird der Schritt des Verbindens 406 der Momentenabstützung, des Stoßdämpfers und des Drehelementes des Fahrwerklenksystems mit einer Radsatzeinheit durchgeführt. Die Momentenabstützung kann, ebenso wie auch der Stoßdämpfer, nachdem er durch das Drehelement hindurch in ein Fahrwerkbein des neuen Fahrwerklenksystems hinein geführt worden ist, auf eine konventionelle Art angeschlossen werden.
Während verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung in Verbindung mit einem konzentrisch montierten Harmonic Drive-Getriebe mit einem radial innersten Wave Generator, der über einen eingreifenden Flex Spline mit einem radial äußersten Fixed Spline verbunden ist, beschrieben worden sind, werden Fachleute erkennen, dass auch andere Anordnungen von Harmonic Drive-Getrieben möglich sind und die vorliegende Erfindung dementsprechend nicht nur auf die hierin im Einzelnen beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt ist. Ein Harmonic Drive-Getriebe kann z. B. auch so aufgebaut sein, dass der Wave Generator als radial äußerstes Element angeordnet ist.
Während außerdem bestimmte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung so eingerichtet sind, dass ein Drehelement sich durch das Zentrum eines Harmonic Drive-Getriebes hindurch erstreckt, werden Fachleute erkennen, dass auch vielfältige alternative Ausführungen möglich sind.
Zusätzlich oder alternativ können ein oder mehrere Elektromotoren oder Elektromotormodule verwendet werden, um ein Harmonic Drive-Getriebe anzutreiben. Es können z. B. zwei unabhängig betreibbare Elektromotormodule vorgesehen sein, um die Betriebssicherheit und Zuverlässigkeit durch Bereitstellung einer Anlagenredundanz weiter zu verbessern.
In bestimmten Ausführungsformen können ein Wave Generator, ein Flex Spline und ein Fixed Spline ein Harmonic Drive-Getriebe bilden, das zum direkten Antreiben eines Fahrwerkbeines (z. B. ohne das zwingende Erfordernis der Schaffung zusätzlicher zwischengelagerter Getriebe-/Übetragungs-/Kupplungseinrichtungen etc., obwohl diese in vielfältigen alternativen Ausführungsformen optional vorhanden sein können) betreibbar ist.
Verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können auch so gestaltet sein, dass der Schwerpunkt einer Radsatzeinheit hinter einem Fahrwerklenksystem liegt, so dass die Radsatzeinheit sich dann, wenn das Fahrwerklenksystem ausfallen sollte, auf natürliche Weise in der Richtung ausrichten wird, in der sich das Flugzeug bewegt, so dass sich die Räder z. B. beim Aufsetzen im Wesentlichen in einer optimalen Landestellung befinden.
Weiterhin können verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung durch individuelle Anpassung kommerziell erhältlicher Harmonic Drive-Getriebekomponenten, wie z. B. bestimmter der kommerziell von der Harmonic Drive AG in Limburg, Deutschland (http://www.harmonicdrive.de) erhältlicher Komponenten, geschaffen werden.
Eine oder mehrere Harmonic Drive-Getriebekomponenten können z. B. um die Hauptdrehachse eines Fahrwerklenksystems herum konzentrisch angebracht und/oder in Umfangsrichtung aufgebaut sein. Bestimmte Ausführungsformen können auch oder alternativ mit einer Kupplungseinrichtung zum Entkuppeln des Drehelementes von dem Fahrwerkbein ausgerüstet sein, um es zu ermöglichen, dass das Harmonic Drive-Getriebe ausgekuppelt wird, damit ein Flugzeug geschleppt, rückwärts geschoben etc. werden kann.
Die Erfindung bezieht sich allgemein auf ein Flugzeugfahrwerklenksystem 110, 210, 310, das ein Drehelement 118, 218, 318 enthält, das betrieblich über ein Harmonic Drive-Getriebe 260, 360 mit einem Fahrwerkbein 116, 216, 316 gekoppelt ist. Das Fahrwerklenksystem 110, 210, 310 kann elektrisch angetrieben sein. Außerdem bietet das Fahrwerklenksystem 110, 210, 310 verschiedene Vorteile, einschließlich der Schaffung eines sicheren Ausfallzustandes, falls das Harmonic Drive-Getriebe 260, 360 ausfallen sollte.
Obwohl die vorliegende Erfindung gemäß verschiedenen Aspekten und bevorzugten Ausführungsbeispielen beschrieben worden ist, muss erkannt werden, dass der Bereich der Erfindung nicht als nur auf dieses beschränkt angesehen werden darf, sondern dass es die Absicht der Anmelderin ist, dass alle Varianten und Äquivalente ebenfalls in den Bereich der beigefügten Ansprüche fallen.
Referenzen

1. GB 791 101 (Jarry Automobile)
2. FR 1 334 565 (Dowty)
3. GB 1 071 474 (Roy)
4. GB 2 161 123 (Dowty)
5. GB 2 287 681 (British Aerospace)
6. EP 0 836 990 (Boeing)
7. WO 2006/071262 (Goodrich)
8. FR 2 677 951 (Messier-Bugatti)
9. WO 2005/102839 (Sullivan)
10. WO 2007/000411 (Airbus)
11. US 2007/0241230 (Bucheton)
12. US 2 906 143 (Musser)

Wo es zulässig ist, werden die Inhalte der o. g. Schriften hierbei auch durch die Bezugnahme in ihrer Gesamtheit in diese Anmeldung einbezogen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Nicht-Patentliteratur

- http://www.harmonicdrive.de [0050]

Claims

Flugzeugfahrwerklenksystem, das ein Drehelement aufweist, das durch ein Harmonic Drive-Getriebe betrieblich mit einem Fahrwerkbein gekoppelt ist.
Flugzeugfahrwerklenksystem nach Anspruch 1, das weiterhin ein Elektromotormodul zum Antreiben des Harmonic Drive-Getriebes aufweist, um eine Relativdrehbewegung zwischen dem Fahrwerkbein und dem Drehelement zu erzeugen.
Flugzeugfahrwerklenksystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, das weiterhin eine Kupplungseinrichtung zum Entkuppeln des Drehelementes von dem Fahrwerkbein aufweist.
Flugzeugfahrwerklenksystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, das weiterhin eine Getriebeeinrichtung zum Antreiben des Harmonic Drive-Getriebes aufweist.
Flugzeugfahrwerklenksystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Harmonic Drive-Getriebe zum direkten Antreiben des Fahrwerkbeines betreibbar ist.
Flugzeugfahrwerklenksystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Harmonic Drive-Getriebe einen Fixed Spline, der mit dem Fahrwerkbein oder dem Drehelement verbunden ist, aufweist, wobei der Fixed Spline betrieblich mit einem Flex Spline verbunden ist und der Flex Spline so betreibbar ist, dass er von einem mit einem Aktuator gekoppelten Wave Generator antreibbar ist.
Flugzeugfahrwerklenksystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem sich das Fahrwerkbein oder das Drehelement wenigstens teilweise durch das Harmonic Drive-Getriebe hindurch erstreckt oder innerhalb derselben liegt.
Verfahren zur Schaffung eines Flugzeuglenksystems, das das Verbinden eines Drehelementes mit einem Fahrwerkbein über ein Harmonic Drive-Getriebe enthält.
Verfahren nach Anspruch 8, das weiterhin die Schaffung eines Elektromotormoduls zum Antreiben des Harmonic Drive-Getriebes enthält, so dass eine Betätigung des Elektromotormoduls eine Relativdrehbewegung zwischen dem Fahrwerkbein und dem Drehelement erzeugt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 8 oder 9, das weiterhin die Schaffung einer Kupplungseinrichtung zum Entkuppeln des Drehelementes von dem Fahrwerkbein, wenn die Kupplungseinrichtung betätigt wird, enthält.
Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10, das weiterhin die Schaffung einer Getriebeeinrichtung zum Antreiben des Harmonic Drive-Getriebes enthält.
Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 11, bei dem eine Betätigung des Harmonic Drive-Getriebes das Fahrwerkbein direkt antreibt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 12, bei das die Harmonic Drive-Getriebe einen Fixed Spline aufweist, der mit dem Fahrwerkbein oder dem Drehelement verbunden ist, wobei der Fixed Spline betrieblich mit einem Flex Spline ver bunden ist und der Flex Spline durch einen mit einem Aktuator verbundenen Wave Generator angetrieben wird, wenn der Aktuator betätigt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 13, bei dem sich das Fahrwerkbein oder das Drehelement durch das Harmonic Drive-Getriebe hindurch erstreckt oder innerhalb derselben angeordnet ist.
Flugzeugfahrwerklenksystem, im Wesentlichen wie es zuvor unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben ist.
Verfahren zur Schaffung eines Flugzeuglenksystems, im Wesentlichen wie es zuvor unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben ist.