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Flugzeuglandegestell mit einem Bein, an dem sich ein Rad oder mehrere
Räder und eine Gleitkufe befinden Die Erfindung bezieht sich auf ein Flugzeuglandegestell
mit einem Bein, an dem sich ein Rad oder mehrere Räder und eine Gleitkufe befinden,
mit einem die Gleitkufe mit dem Bein verbindenden Polygongestänge und mit einem
Stößelaggregat, das zum Ein- oder Ausfahren der Gleitkufe das Polygongestänge relativ
zu dem Rad oder den Rädern verschwenkt.
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Flugzeuglandegestelle dieser Art sind bekannt. Bei ihnen liegt das
Stößelaggregat nicht innerhalb des Zugs des Polygongestänges, wodurch die Konstruktion
sperrig wird.
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Erfindungsgemäß liegt das Stößelaggregat innerhalb der durch die Schenkel
des Polygongestänges definierten Begrenzung.
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In einer Ausbildung der Erfindung bilden die Schenkel ein vierseitiges
Gestängepolygon, wobei einer der Schenkel mit dem Landegestellbein verbunden ist
und die anderen Schenkel an dem mit dem Landegestellbein verbundenen Schenkel hängen.
Hierbei ist vorzugsweise der eine Schenkel etwa in seiner Mitte um eine waagerechte
Achse schwenkbar an dem Bein befestigt, und es ist ein Federdämpfer zur Dämpfung
der Schwenkbewegungen dieses Schenkels gegenüber dem Bein vorgesehen.
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In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Polygongestänge ein Parallelogrammgestänge,
von dem zwei Seiten im wesentlichen waagerecht liegen und sich gegenüber dem Landegestellbein
nach vorn und hinten erstrecken. Das Stößelaggregat erstreckt sich hierbei vorzugsweise
parallel zu den beiden anderen Seiten des Parallelogrammgestänges.
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Die untere der beiden waagerechten Seiten des Parallelogramms ist
vorzugsweise durch einen Schenkel gebildet, der sich parallel zur Gleitkufe erstreckt,
wobei die Gleitkufe an die Seitenschenkel der Parallelogrammgestänge mittels eines
Parallelgestänges gehängt ist und eine Feder vorgesehen ist, welche die Gleitkufe
in eine räumlich feste Lage relativ zum unteren Schenkel des Parallelogrammgestänges
drängt.
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Als Feder für die Gleitkufe dient bevorzugt gleichzeitig der Federdämpfer
des Grundschenkels des Parallelogrammgestänges. Hierzu ist bevorzugt an der Gelenkverbindungsstelle
des oberen waagerechten Schenkels ein Gelenkverbindungsstück angelenkt, wobei der
Federdämpfer mit einem Ende an dem Gelenkverbindungsstück und mit seinem anderen
Ende an dem Bein angelenkt ist und die vier Verbindungsstellen zwischen dem Federdämpfer,
dem Gelenkverbindungsstück, dem oberen waagerechten Schenkel und dem Bein ein Vierseit
bilden, das von dem Parallelogramm des Parallelogrammgestänges verschieden ist.
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Das Gelenkverbindungsstück weist vorzugsweise eine dritte Gelenkverbindungsstelle
in Dreiecklage zu den anderen Gelenkstellen und vom Bein abgewandt auf, und an dieser
dritten Gelenkverbindungsstelle sind zwei Leitstangen angelenkt, an deren einer
die Gleitkufe und an deren anderer eine ihrerseits um eine waagerechte Achse schwenkbar
an der Gleitkufe angelenkte Verlängerung der Gleitkufe angelenkt ist.
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Von den vier Schenkeln des Gestängepolygons liegt bevorzugt der eine
Schenkel relativ zu dem Landegestellbein fest, und die beiden Enden des Stößels
sind mit zwei anderen Schenkeln des Gestänges derart verbunden, daß derjenige Schenkel
des Gestänges, der dem festen Schenkel gegenüberliegt, im wesentlichen waagerecht
liegt, wenn die Gleitkufe ausgefahren ist, und daß er um den festen Schenkel gedreht
wird, womit auch die Gleitkufe vom Boden forgedreht wird, wenn der Stößel die Gleitkufe
einfährt.
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Schließlich hängt bevorzugt die Gleitkufe über ein Parallelgestänge
an dem waagerecht einstellbaren Schenkel und wird mit einer zwischen ihr und einem
der Schenkel des Polygongestänges liegenden Feder
in eine feste
Lage relativ zu dem waagerecht einstellbaren Schenkel gedrängt.
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Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden
Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Hinweis auf die Figuren. Es stellt
dar Fig.1 ein an einem Flugzeuglandegestell angebrachtes Fahrwerk mit einziehbaren
Gleitkufen, wobei sich die Gleitkufen in der ausgefahrenen Stellung befinden, Fig.
2 das Fahrwerk der Fig. 1, wobei die Gleitkufen teilweise eingezogen sind, Fig.
3 das Fahrwerk der Fig. 1, wobei die Gleitkufen vollständig eingezogen sind, Fig.
4 ein lenkbares Doppelrad für ein vorderes Flugzeuglandegestell, ebenfalls mit einer
einziehbaren Gleitkufe in ihrer ausgefahrenen Stellung, Fig. 5 ein lenkbares Doppelrad
mit den Gleitkufen in ihrer eingezogenen Stellung: In der Fig: 1 ist am unteren
Ende einer nur teilweise dargestellten Säule 11 ein Gelenk 12 angebracht, an diesem
Gelenk 12 hängt ein Fahrwerkrahmen 13; der Fahrwerkrahmen 13 trägt ein Paar Vorderräder
14 auf einer Achse 14 a und ein Paar Hinterräder 15 auf einer Achse 15a. Von beiden
Räderpaaren ist jeweils nur ein Rad dargestellt. Die Säule 11 schließt einen (in
der Figur nicht eingezeichneten) Stoßdämpfer mit ein. An ihrem oberen Ende kann
die Säule starr an der Unterseite eines Flugzeus befestigt sein; man spricht dann
von einem festen Fahgestell. Nach einer anderen Ausführungsform ist die Säule gelenkig
am Flugzeugrahmen angebracht, so daß sie eingezogen werden kann. In diesem Fall
handelt es sich um ein einziehbares Landegestell.
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Auf der Rückseite der Säule 11 sind an dieser Fahnen 16 angesetzt,
die in einem Stück mit der Säule hergestellt sind. In diesen Fahnen 16 ist das freie
Ende der Kolbenstange 17 eines kombinierten Öl- und Luftkissenstoßdämpfers 18 bei
19 gelenkig gelagert. Der Zylinder 20 des Stoßdämpfers 18 ist bei 21 in einem Gelenkglied
gelagert, welches aus zwei deckungsgleichen dreieckigen Platten 22 gebildet ist.
Diese dreieckigen Platten sind mit Gelenkstiften 21 a und 21 b an dem Zylinder 20
angelenkt.
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Der rückwärtige Teil des Fahrwerkrahmens 13 ist gegabelt und reicht
zwischen den Platten 22 hindurch. Die Hinterradachse 15a befindet sich in
einer zweiten Ecke der Platten 22 und durchsetzt dort diese Platten. Die rückwärtigen
Enden der beiden Gabelteile des Rahmens 13 sind mit Klauen 24 versehen, welche durch
die Zwischenräume zwischen den Platten 22 und dem Stoßdämpferzylinder 20 hindurchreichen.
Wie aus Fig. 1 ersichtlich, befindet sich jede Klaue 24 hinter einem der Gelenkstifte
21 a und 21 b; in den Klauen sind halbkreisförmige Sitzflächen 25 eingelassen, welche
mit den Gelenkstiften 21a und 21b in Wechselwirkung treten können, wie noch später
zu beschreiben sein wird.
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An der Achse 15 a sind auch die freien Enden der längeren Arme
von zwei L-förmigen Lenkern 26 angelenkt; in ähnlicher Weise sind an der Achse 14
a die freien Enden der längeren Arme zweier L-förmiger Lenker 27 angelenkt. Die
Lenkerpaare 26 und 27 besitzen an ihren in der Figur untern Enden einen Knick; durch
welchen die kürzeren Arme gebildet sind. Diese kürzeren Arme sind in der durch die
Pfeile angedeuteten Fahrtrichtung gerichtet. An den vorderen Enden der kürzeren
Arme der L-förmigen Lenker sind bei 29 Verbindungsstangen 28 angelenkt; diese Verbindungsstangen
28 sind bei 30 auch mit den kürzeren Armen der Wörmigen Lenker 26 verbunden. Durch
das Laufwerk 13, die L-förmigen Lenker 26 und 27 und die Verbindungsstangen 28 ist
ein vierseitiges Gelenkviereck gebildet, dessen Gelenkpunkte bei 15 a, 14
a, 30, 29 liegen. Die Kolbenstange 32 einer Kufeneinzugshydraulik 33 ist bei 34
mit beiden Verbindungsstangen 28 verbunden, und zwar in einem Punkt, welcher ungefähr
in der Mitte dieser Verbindungsstangen liegt. Der Zylinder 35 der Kufeneinzugshydraulik
ist bei 36 mit dem Laufwerkrahmen 13 gelenkig verbunden, und zwar derart, daß bei
ausgefahrenen Gleitkufen die Hydraulik parallel zu den längeren Armen der Lenker
26 und 27 liegt; die Hydraulik 33 hat also eine gewisse Neigung zu den Verbindungslinien
der Punkte 14a und 29 sowie 15 a: und 30. In der Einzugshydraulik sind zweckmäßig
Sperrorgane vorgesehen. Durch diese Sperrorgane kann die Hydraulik in ihrer vollständig
ausgefahrenen und in ihrer vollständig eingezogenen Stellung fixiert werden.
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An den Lenkern 27 sind bei 39 nahe dem Übergang von den kürzeren zu
den längeren Lenkerarmen Gelenkglieder 37 angelenkt. Ähnliche Gelenkglieder 38 sind
an die Lenker 26 bei 40 angelenkt, nächst dem Übergang von den kürzeren zu den längeren
Lenkerarmen. Die Gelenkgliederpaare 37 und 38 sind außerdem bei 41 und 42 mit dem
vorderen Teil 43 einer zweiteiligen Gleitkufe 44 verbunden.
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An dem Vorderteil 43 der Gleitkufe sind seitlich zwei Flansche
45 angesetzt. Diese Flansche nehmen zwischen sich eine Gelenkfahne des rückwärtigen
Gleitkufenteiles 47 auf, welcher bei 46 an dem vorderen Gleitkufenteil 43 gelenkig
befestigt ist.
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Über ein Paar Führungsstangen 48 ist der rückwärtige Gleitkufenteil
47 mit der freien Ecke der dreieckigen Platten 22 verbunden. Die Verbindung ist
über Gelenke 49 und 50 des rückwärtigen Kufenteiles 47 bzw. der Platten 22 hergestellt.
In dem Gelenk 50 sind auch zwei Leitstangen 51 gelagert, welche andererseits mit
Gelenken 42 des vorderen Gleitkufenteiles 43 verbunden sind.
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Wenn ein Flugzeug, welches mit einem erfindungsgemäßen Laufwerk ausgerüstet
ist, zum Landen ansetzt, so können die Räder des Laufwerks ein kleines Stück in
den Boden eindringen, wenn die Landung auf weichem Gelände stattfindet; denn, wie
aus der Zeichnung ersichtlich, stehen die Räder um ein kurzes Stück unter den Gleitkufen
hervor. In einem speziellen Ausführungsbeispiel ragen die Räder um etwa 7,5 cm unter
den Gleitkufen heraus.
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Wenn die Gleitkufen ausgefahren sind und das Flugzeug sich- über ein
weiches Gelände bewegt, so bewirken Unebenheiten im Gelände, daß sich die Gleitkufen
in einer zum Gelände senkrechten Richtung bewegen. Diese Bewegung wird durch die
Gelenkglieder 37 und 38, an denen die Gleitkufen aufgehängt sind, aufgenommen; dabei
werden diese Gelenkglieder relativ zu den L-förmigen Lenkern 26 und 27 aus ihrer
ausgefahrenen in eine eingezogene Stellung verschwenkt. Die Bewegung der Gleitkufen
wird weiter über die Leitstangen 51 auf die dreieckigen Platten 22 übertragen. Diese
Platten drehen sich ihrerseits um die Achse 15a, so daß letzten Endes die
Bewegung auf den mit den dreieckigen Platten verbundenen Zylinder 20 übertragen,
d. h. von dem Stoßdämpfer 18 aufgenommen wird.
Nach dem Start des
Flugzeugs, wenn auf die Gleitkufen keine Belastung mehr einwirkt, dehnt sich der
Stoßdämpfer 18 infolge der Expansion der Luftfüllung so lange aus, bis die Gelenkstifte
21a und 21b in Eingriff mit den ihnen zugeordneten Sitzflächen 25 der Klauen 24
treten. Die Bewegung des Stoßdämpfers geht aber weiter; dabei wird der Laufwerkrahmen
13 im Uhrzeigersinn um den Gelenkpunkt 12 so lange verschwenkt, bis der Stoßdämpfer
seine größte Ausdehnung erreicht hat. Die rückwärtigen Räder 15 und die rückwärtigen
Gleitkufen 47 befinden sich dann in ihrer untersten Stellung relativ zu dem Flugzeug,
vorausgesetzt natürlich, daß letzteres in horizontaler Richtung liegt.
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Die weiteren Betrachtungen gelten den Fig.2 und 3. Wenn die Gleitkufen
gegenüber dem Laufwerkrahmen 13 eingezogen werden sollen, etwa dann, wenn das Flugzeug
auf einer betonierten Landebahn allein unter Verwendung der Räder landen soll, so
werden die Sperrorgane innerhalb der Hydraulik 33 gelöst, und es wird ein Druckmittel
in die Hydraulik eingeleitet, so daß sich diese ausdehnt. Die Folge ist eine Verformung
des vierseitigen Gelenkecks 14a, 15a, 30, 29. Die Verbindungsstange bewegt sich
dabei nach rückwärts. Die Lenker 26, 27 und die Hydraulik 33 drehen sich im Gegenzeigersinn
um die Achsen 15a, 14a bzw. den Gelenkpunkt 36. Eine derartige Verformung
des vierseitigen Gelenkecks 14a, 15a, 30, 29 hat zur Folge, daß sich auch
die Leitstangen 51 um die Gelenkpunkte 50 im Gegenzeigersinn verdrehen
und daß die Gleitkufen nach rückwärts verschoben werden. Die Verschiebung der Gleitkufen
und der Verbindungsstange 28 nach rückwärts zwingt die Führungsstange 48 zu einer
Verdrehung um die Gelenkpunkte 50 im Gegenzeigersinn. Es tritt also eine Faltbewegung
des rückwärtigen Kufenteiles 47 um das Gelenk 46 im Gegenzeigersinn ein.
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Der vorstehend beschriebene Bewegungslauf setzt sich über das Zwischenstadium
der Fig. 2 hinaus fort, bis die vollständig eingezogene gedrungene Stellung der
Fig. 3 erreicht ist. Die Sperrorgane innerhalb der Einzugshydraulik 33 halten dann
die Hydraulik in ihrer ausgefahrenen Stellung, so daß auch die ausgefahrene Stellung
der Kufen gegenüber dem Laufwerkrahmen 13 erhalten bleibt.
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Das Laufwerk mit der Kufe, wie es in Fig. 1 bis 3 dargestellt ist,
ist für die Einziehung in einen Aufnahmeraum der Flugzeugtragflächen oder des Maschinengehäuses
bestimmt. Zu diesem Zweck kann das Laufwerk durch den Stoßdämpfer 18 verdreht werden,
bis es annähernd mit der Längsachse der Säule 11 fluchtet; in dieser Stellung ist
es nämlich für die Einziehung geeignet.
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Wenn das mit dem erfindungsgemäßen Laufwerk ausgerüstete Flugzeug
beim Landen auf eine Landebahn aufsetzt, ist der hintere Teil der Kufe am weitesten
unten (wenn die Kufen ausgefahren sind), oder die rückwärtigen Räder sind am weitesten
unten. Die kinetische Energie des Aufsetzens wird daher zunächst durch den Stoßdämpfer
18 aufgenommen; im weiteren Verlauf der Landeoperation wird die kinetische Energie
durch einen nicht eingezeichneten Stoßdämpfer aufgenommen, welcher in der Säule
11 untergebracht ist.
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Wenn ein Landegestell verwendet wird, wie es in Fig: 1 bis 3 beschrieben
ist, so muß wenigstens bei bestimmten Flugzeugen zwecks Aufnahme der auf den rückwärtigen
Kufentei147 ausgeübten Belastung eine Federung in der Führungsstange 48 angebracht
werden. Kommt so eine Federung zur Anwendung, so müssen natürlich auch Maßnahmen
getroffen sein, um zu verhindern, daß sich die Führungsstange 48 über eine bestimmte
maximale Länge hinaus ausdehnt.
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Bei der Beschreibung der Fig. 1 bis 3 war immer nur von einer einzigen
Hydraulik 33 die Rede. Natürlich können auch zwei Hydrauliken zur Anwendung kommen,
und zwar jeweils eine in Verbindung mit einer Verbindungsstange 28. Auch kann in
Verbindung mit dem rückwärtigen Kufenteil 47 eine weitere Hydraulik angebracht werden,
so daß dieser Kufenteil unabhängig von der auf den vorderen Kufenteil einwirkenden
Hydraulik eingezogen werden kann; eine derartige gesonderte Einziehung des rückwärtigen
Kufenteiles könnte z. B. unter bestimmten Landebedingungen des Flugzeuges erforderlich
werden, wenn man die Kufenfläche verringern will oder wenn eine bestimmte Reihenfolge
der Einzugsbewegung herbeigeführt werden soll, um zu verhindern, daß Teile der Kufen
mit bestimmten unbeweglichen Teilen des Flugzeugs in Berührung treten. Wetter brauchen
die Hydraulik oder die Hydrauliken 35 nicht direkt an der Verbindungsstange 28 anzugreifen
und auch nicht an dem Fahrwerksrahmen befestigt zu sein. Diese Hydrauliken können
statt dessen beispielsweise am unteren Ende der Säule 11 angebracht und mit einem
der Lenker 26, 27 oder irgendwelchen diese Lenker ersetzenden Maschinenelementen
verbunden sein; diese Verbindung kann auch über ein Verbindungselement hergestellt
sein, welches winkelverstellbar und koaxial zu einer der Achsen des Laufwerks ist.
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Die Fig. 4 und S zeigen eine Vorderradsäule 111. Diese Säule umfaßt
einen Teleskopkolben 112, an dessen unterem Ende eine Gelenkachse 113 befestigt
ist. Diese Gelenkachse trägt Landeräder 114; und zwar je eines auf jeder Seite der
Säule. Ein an sich bekanntes Scherengelenk 115 verbindet den Teleskopzylinder der
Säule mit dem Teleskopkolben 112. Im Punkt 116 sind an dem Teleskopkolben Platten
117 befestigt, und zwar je eine für jedes Rad. Diese Platten sitzen außerdem auf
der Achse 113; in einem dritten Punkt 118 dieser Platten ist das eine Ende von Lenkern
119 angelenkt. Die Lenker 119 sind an ihren Enden bei 120 mit dem
Zylinder 121 einer Kufeneinzugshydraulik 122 verbunden. Die Kolben-Stange
123 dieser Hydraulik ist bei 124 mit einem mittleren Punkt von Trägerstangen
125 gelenkig verbunden, welche ihrerseits um die Gelenkachse 113 verschwenkbar
sind. Die Enden der Trägerstangen 125 sind bei 126 mit Verbindungsstangen 127 verbunden,
welche mit ihren anderen Enden im Gelenkpunkt 120 mit dem Kolben der Einzugshydraulik
verbunden sind. Die Platten 117 und die Lenker 119,
127,125 bilden
also wieder ein Gelenkviereck, dessen Gelenkpunkte bei 113, 118, 120, 126 liegen.
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Ein kurzes Verbindungsglied 128 reicht in der Darstellung der Fig.
4 von dem Gelenkpunkt 120 nach unten und rückwärts und ist an seinem anderen Ende
bei 129 mit einer Gleitkufe 130 verbunden. Ein weiteres Verbindungsglied 131 reicht
in der Darstellung nach Fig.4, ausgehend von dem Gelenkpunkt 126, ebenfalls nach
rückwärts und unten und ist dort bei 132 mit einem vorderen Gelenkpunkt der Gleitkufe
130 verbunden. In dem Gelenkpunkt 132
der Kufe 130 ist ferner eine
Kolbenstange 133 eines Luftkissenstoßdämpfers 134 angelenkt. Der Zylinder
135 dieses Stoßdämpfers ist zwischen den Trägerstangen 12$ bei 136 gelenkig befestigt.
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An den Lenkern 119 sind Anschlagflächen 137 nächst ihren an den Platten
117 befestigten Enden angebracht: Wenn die Kufe, wie in Fig. 4 dargestellt, ausgefahren
ist und eine Landung auf weichem Boden stattfindet, so dringen die Räder ein Stück
in den weichen Boden ein. Deshalb ragen die Räder, wie auch in der Ausführungsform
der Fig. 1 bis 3, um ein kurzes Stück über die Auflagerfläche der Kufen vor.
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Wenn die Kufe 130 ausgefahren ist und das Flugzeug bewegt sich mit
seinen Kufen über weiches Gelände, so bewirken Unebenheiten des Geländes eine Verschiebung
der Kufen in Richtung senkrecht zum Gelände. Diese Verschiebungen sind deshalb möglich,
weil das aus den Verbindungsgliedern 128 und 131 bestehende Gestänge, von seiner
in der Fig.4 dargestellten Stellung ausgehend, zusammengepreßt wird, während sich
der Stoßdämpfer 134 verkürzt.
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Soll die Gleitkufe 130 eingezogen werden, so wird die Einzugshydraulik
122 verlängert; dadurch verformt sich das vierseitige Gelenkviereck 113; 118; 120,
126; die Lenker 119 drehen sich um ihre Gelenkpunkte 118 der unbeweglichen Platten
117 im Gegenzeigersinn. Im Verlauf dieser Bewegung werden durch die Verbindungsstangen
127 auch die Trägerstangen 125 um die Achse 113 im Gegenzeigersinn verschwenkt;
es findet also eine Verschwenkung der gesamten Kufenkonstruktion aus der Stellung
der Fig. 4 in die Stellung der Fig. 5 statt. Während in der Stellung der Fig, 4
die Kufen annähernd parallel zum Gelände sind, schließen sie in der Stellung der
Fig. 5 mit diesem einen Winkel von ungefähr 105° ein. Während der Einzugsbewegung
bestimmt der Stoßdämpfer 134; der im Punkt 136 an den Trägerstangen 125 angreift,
die Stellung der Gleitkufen 130 gegenüber den Verbindungsstangen 127, d. h., während
sich die ganze Tragkonstruktion im Gegenzeigersinn dreht, werden die Verbindungsglieder
128, 131 derart verschwenkt, daß sich die Gleitkufe 130 eng an die Verbindungsstangen
127 anlegt, also eine gedrungene Stellung erreicht wird.
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In der Stellung der Fig. 5 ist die Säule 111, 112 verkürzt. In dieser
verkürzten Stellung liegen die Anschlagflächen 137 der Lenker 119 an dem unteren
; Glied des Scherengelenks 115 an, so daß eine weitere Bewegung des Kufentraggestells
nicht möglich ist.
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Auch bei der zuletzt beschriebenen Ausführungsform sind Sperrorgane
in der Hydraulik 122 vorgesehen, welche eine Fixierung derselben sowohl in der verkürzten
als auch in der verlängerten Stellung gestatten.
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Das Laufwerk mit Rädern und Kufen kann auch bei dieser Ausführungsform
derart ausgebildet sein, daß es in die Tragflächen oder den Rumpf des Flugzeugs
eingefahren werden kann.
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Die Kufen, die Verbindungsstangen und die Hydraulik sind so ausgebildet,
daß sie zum Anheben des Flugzeugs herangezogen werden können, wenn dieses auf dem
Erdboden steht. Bei der Berechnung der Kufenfiäche sind das Gesamtgewicht des Flugzeugs,
die verfügbare Startleistung und der Reibungskoeffizient unter ungünstigsten Startbedingungen
berücksichtigt, so daß auf alle Fälle ein Start bei einer Startbahn von erträglicher
Länge möglich ist.