DE1273335B - Drive for an airplane landing gear wheel - Google Patents
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Description
Antrieb für ein Flugzeug-Fahrwerksrad Die Erfindung betrifft einen Antrieb für ein Flugzeug-Fahrwerksrad mit einer Felge, einem feststehenden Tragezapfen, einer auf diesem drehbar gelagerten Nabe und einem die Felge mit der Nabe verbindenden, etwa radial verlaufenden Trägerteil sowie mit einer auf der Seite des freien Endes des Tragezapfens als Antrieb angeordneten elektrischen Maschine, deren Ständer von einer scheibenartig vergrößerten Abdeckung des am freien Ende des Tragezapfens liegenden Lagers getragen und deren Läufer am Radkörper befestigt ist, wobei der Trägerteil gleichzeitig einen Teil des Maschinengehäuses der elektrischen Maschine bildet. Solche Antriebe dienen dazu, die Fahrwerksräder eines Flugzeugs beim Landen vor dessen Aufsetzen auf der Landebahn auf die der anfänglichen Landegeschwindigkeit entsprechende Umfangsgeschwindigkeit zu beschleunigen. Damit werden der Verschleiß der Fahrzeugräder und die Stoßbelastungen des Fahrwerks beim Aufsetzen vermindert.Drive for an aircraft landing gear wheel The invention relates to a Drive for an aircraft landing gear wheel with a rim, a fixed support pin, one on this rotatably mounted hub and one connecting the rim to the hub, approximately radially extending support part and with one on the side of the free end of the support pin arranged as a drive electrical machine, the stator of a disk-like enlarged cover of the lying at the free end of the support pin Bearing supported and the rotor is attached to the wheel body, the carrier part at the same time forms part of the machine housing of the electrical machine. Such drives are used to propel the landing gear wheels of an aircraft when landing its touchdown on the runway at the initial landing speed to accelerate the corresponding peripheral speed. This will reduce the wear and tear the vehicle wheels and the impact loads on the chassis when touching down are reduced.
Es ist ein Antrieb für ein Flugzeug-Fahrwerksrad mit Felge, Tragezapfen, Nabe und etwa radial verlaufendem Trägerteil bekannt, bei dem auf der Seite des freien Endes des Tragezapfens eine elektrische Antriebsmaschine in zylindrischer Bauweise vorgesehen ist. Der Ständer der Maschine ist dabei von einem scheibenförmigen Ring getragen, der das am freien Ende des Tragezapfens liegende Lager abdeckt, während der Läufer am Radkörper befestigt ist. Weiter ist die Maschine weitgehend innerhalb des Trägerteils angeordnet, so daß dieser als Teil des Maschinengehäuses anzusehen ist. Die beschränkten Platzverhältnisse erlauben jedoch nur die Verwendung einer gegenüber dem Flugzeugrad kleinen Maschine, deren Bauart es zudem nicht gestattet, die zur Verfügung stehende radiale Höhe innerhalb der Felge voll zu nutzen. Vielmehr muß zur Unterbringung der sich in axialer Richtung erstreckenden Wickelköpfe der Maschine der Trägerteil durchbrochen ausgeführt werden, wodurch dieser nachteiligerweise geschwächt wird.It is a drive for an aircraft landing gear wheel with rim, support pin, Hub and approximately radially extending carrier part known, in which on the side of the free end of the support pin an electric drive machine in a cylindrical Construction is provided. The stand of the machine is disk-shaped Ring worn, which covers the bearing located at the free end of the support pin, while the rotor is attached to the wheel center. Next, the machine is largely inside of the carrier part arranged so that it can be regarded as part of the machine housing is. However, the limited space only allows the use of one compared to the aircraft wheel, a small machine, the design of which also does not allow to make full use of the available radial height within the rim. Much more must to accommodate the axially extending end windings Machine of the carrier part are made perforated, which is disadvantageous is weakened.
Bei einem anderen bekannten Antrieb für ein Flugzeug-Fahrwerksrad wird die Unterbringung einer elektrischen Maschine zylindrischer Bauart innerhalb der Felge dadurch ermöglicht, daß die Felge auf der Seite des eingespannten Endes des Tragezapfens gegenüber diesem mittels eines als Scheibe ausgeführten Trägerteils abgestützt ist, der eine Seitenwand des Maschinengehäuses bildet. Dabei ist jedoch eine zweite Abstützung der Felge auf dem Tragezapfen nötig, die wegen der auch hier ungünstigen Bauform der elektrischen Maschine nachteiligerweise die axiale Länge des Fahrwerksrades überragt. Die Erfindung will die Nachteile der bekannten Antriebe vermeiden. Sie schlägt dazu für einen Antrieb für ein Flugzeug-Fahrwerksrad der eingangs genannten Art als eine erste Lösung vor, daß die elektrische Maschine in an sich bekannter Scheibenbauweise mit mindestens je einer Ständer- und Läuferscheibe ausgebildet ist, daß der Trägerteil in an sich bekannter Weise als eine Seitenwand des Maschinengehäuses bildende Scheibe ausgeführt ist, daß je ein von der Scheibe sich erstreckender Teil der Felge und der Nabe innere und äußere Ringwände des Maschinengehäuses bilden und daß ein beim Betrieb der elektrischen Maschine erwärmter Luftstrom einen dieser zylindrischen Teile, der aus einem Werkstoff besteht, dessen Wärmeausdehnungskoeffizient größer ist als der des Materials der elektromagnetisch aktiven Teile der elektrischen Maschine, erwärmt, so daß die dadurch hervorgerufene axiale Wärmeausdehnung der axialen Wärmeausdehnung der elektromagnetisch aktiven Teile der elektrischen Maschine im Sinne einer Konstanthaltung der axialen Länge des ebenen Luftspaltes entgegengerichtet ist.In another known drive for an aircraft landing gear wheel will accommodate an electrical machine of cylindrical design inside the rim thereby made possible that the rim on the side of the clamped end of the support pin opposite this by means of a support part designed as a disk is supported, which forms a side wall of the machine housing. However, there is a second support of the rim on the support pin is necessary because of the here too unfavorable design of the electrical machine disadvantageously the axial length of the landing gear wheel towers above. The invention aims to overcome the disadvantages of the known drives avoid. She proposes to do this for a drive for an aircraft landing gear wheel initially mentioned as a first solution that the electrical machine in Disc construction known per se with at least one stator and one rotor disc each is designed that the carrier part in a known manner as a side wall of the machine housing forming disc is designed that each one from the disc extending part of the rim and the hub inner and outer ring walls of the machine housing form and that a heated air flow during operation of the electrical machine this cylindrical part, which consists of a material whose coefficient of thermal expansion is greater than that of the material of the electromagnetically active parts of the electrical Machine, heated, so that the resulting axial thermal expansion of the axial thermal expansion of the electromagnetically active parts of the electrical machine in the sense of keeping the axial length of the flat air gap constant is.
Eine zweite erfindungsgemäße Lösung, die von demselben Lösungsprinzip ausgeht, besteht darin, daß die elektrische Maschine in an sich bekannter Scheibenbauweise ausgebildet ist und eine ungerade Anzahl von Ständer- und Läuferscheiben zusammengerechnet aufweist, daß der Trägerteil in an sich bekannter Weise als eine Seitenwand des Maschinengehäuses bildende Scheibe ausgeführt ist, daß je ein von der Scheibe sich erstreckender Teil der Felge und der Nabe innere und äußere Ringwände des Maschinengehäuses bilden, daß die Ständer- und Läuferscheiben jeweils im Falle des Vorhandenseins mindestens zweier solcher Scheiben auf einem gemeinsamen Tragring gehalten sind, daß der elektromagnetisch aktive Teil der Ständerscheibe bzw. der die elektromagnetisch aktiven Teile der Ständerscheiben haltende Tragring in seiner Mitte von der scheibenartig vergrößerten Abdeckung des am freien Ende des Tragezapfens liegenden Lagers getragen ist, daß der elektromagnetisch aktive Teil der Läuferscheibe bzw. der die elektromagnetisch aktiven Teile der Läuferscheiben haltende Tragring mittels eines ringförmigen Steges od. dgl. in der Felge befestigt ist und daß die Tragringe aus Werkstoffen bestehen, deren Wärmeausdehnungskoeffizienten größer sind als der Wärmeausdehnungskoeffizient der elektromagnetisch aktiven Teile der elektrischen Maschine. Die Funktion der Trägerringe wird im weiteren noch genauer erläutert.A second solution according to the invention, which is based on the same principle of solution is based on the fact that the electrical machine has a disk design known per se is formed and an odd number of stator and rotor disks added together has that the carrier part in a known manner as a side wall of the Machine housing forming disc is designed that each one of the disc extending part of the rim and the hub inner and outer ring walls of the machine housing form that the stator and carrier disks each in the event of their presence at least two such disks are held on a common support ring, that the electromagnetically active part of the stator washer or the electromagnetically active parts of the stator disks holding support ring in its center from the disk-like enlarged Cover of the bearing located at the free end of the support pin is supported that the electromagnetically active part of the carrier disc or the electromagnetically Support ring holding active parts of the carriers by means of an annular web or the like is fixed in the rim and that the support rings are made of materials whose coefficients of thermal expansion are greater than the coefficient of thermal expansion the electromagnetically active parts of the electrical machine. The function of the Carrier rings will be explained in more detail below.
Beide Lösungen gehen davon aus, daß sich eine elektrische Maschine in Scheibenbauweise im vorliegenden Anwendungsfall besonders gut als Antrieb eignet, da sie erstens ein gegenüber elektrischen Maschinen zylindrischer Bauart geringeres Leistungsgewicht hat und da zweitens ihre Bauform wesentlich besser zur Ausnutzung des innerhalb der Felge zur Verfügung stehenden Raumes geeignet ist, wobei kein besonderes Maschinengehäuse benötigt wird. Es wäre jedoch nicht ohne weiteres möglich, eine elektrische Maschine in Scheibenbauweise üblicher Bauart als Antrieb zu verwenden, da solche Maschinen gegen Änderungen der axialen Länge ihres Luftspaltes empfindlich sind. Solche Änderungen wären aber gerade bei der einem Antrieb für ein Fahrwerksrad gestellten Aufgabe, dieses Rad in kurzer Zeit zu beschleunigen, zu befürchten, da sich die elektrische Maschine bei einem derartigen Kurzzeitbetrieb stark erwärmt und in ihren elektromagnetisch aktiven Teilen dementsprechend ausdehnt. Um dieser Schwierigkeit zu begegnen, sind jedoch bei beiden Lösungen jeweils die weiteren genannten Maßnahmen vorgesehen.Both solutions assume that there is an electrical machine In the present application, in disc design, is particularly suitable as a drive, Firstly, because they are less than cylindrical electrical machines It has a power-to-weight ratio and, secondly, its design is much easier to use of the space available within the rim is suitable, with no special machine housing is required. However, it would not be possible without further ado to use an electrical machine in a disc design of the usual type as a drive, because such machines are sensitive to changes in the axial length of their air gap are. Such changes would be especially in the case of a drive for a landing gear wheel given task to accelerate this wheel in a short time, to fear that there the electrical machine heats up considerably during such short-term operation and expands accordingly in their electromagnetically active parts. To this Difficulties to be met are, however, the further in both solutions measures mentioned.
Um einen Eindruck von der Wichtigkeit dieser Maßnahmen zu geben, die es gestatten, den Luftspalt etwa konstant zu halten, sei erwähnt, daß sich beispielsweise eine Scheibe von 2 cm Dicke aus Dynamoblech mit einer eingelegten Kupferwicklung bei starker, jedoch im Elektromaschinenbau zulässiger Erwärmung um etwa 0,3 mm ausdehnt. Die axiale Länge des Luftspalts liegt in der gleichen Größenordnung. Die Wärmeausdehnung der elektrischen Maschine könnte sich also stark auf die Luftspaltlänge auswirken, damit das elektromagnetische Verhalten der Maschine ändern und überdies die Gefahr mit sich bringen, daß sich Ständer und Läufer berührten.To give an impression of the importance of these measures, the allow the air gap to be kept approximately constant, it should be mentioned that, for example a disc 2 cm thick made of dynamo sheet metal with an inlaid copper winding in the event of strong, but permissible heating in electrical engineering, by about 0.3 mm. The axial length of the air gap is of the same order of magnitude. The thermal expansion the electrical machine could have a strong effect on the air gap length, thus changing the electromagnetic behavior of the machine and, moreover, the danger bring with it that the stand and runner touched.
Diese Gefahren bestehen bei dem erfindungsgemäßen Antrieb nicht. Die Ausdehnung mindestens eines als Ringwand der elektrischen Maschine dienenden erwärmten Teils der Felge oder der Nabe bzw. bei der zweiten Lösung die Ausdehnung des genannten Tragringes ist nämlich der Wärmeausdehnung der elektromagnetisch aktiven Teile der Maschine in der Wirkung auf den Luftspalt entgegengerichtet, so daß sich beide Wärmeausdehnungen in bezug auf die Luftspaltlänge etwa aufheben können, wenn die erwärmten Teile eine Temperatur aufweisen, die derjenigen der elektromagnetisch aktiven Teile der elektrischen Maschine annähernd proportional ist. Diese annähernde Proportionalität ist zumindest während der Einschaltdauer der elektrischen Maschine vor allem durch das Zirkulieren der erwärmten Luft hergestellt. So kann beispielsweise die Luft besonders von den zur Felge hin gelegenen Wickelköpfen der Ständerwicklungen erwärmt werden, durch die Drehung des Läufers gegenüber dem Ständer verwirbelt werden und damit die Felge in bestimmten Teilen treffen. Dabei erreichen diese Teile zumindest während der relativ kurzen Einschaltdauer der elektrischen Maschine zwar nicht die Temperatur der elektromagnetisch aktiven Teile der Maschine, jedoch durch die erfindungsgemäße Wahl des Werkstoffes der so erwärmten Teile eine etwa gleiche Gesamtausdehnung. Besteht beispielsweise die elektrische Maschine in ihren elektromagnetisch aktiven Teilen aus handelsüblichem Dynamoblech, so können die erwärmten Teile aus einer geschmiedeten Aluminiumlegierung bestehen - eine Bauweise, die der Forderung nach weitgehender Verwendung von Aluminium im Flugzeugbau gerecht wird.These dangers do not exist with the drive according to the invention. the Expansion of at least one heated one serving as an annular wall of the electrical machine Part of the rim or the hub or, in the case of the second solution, the extension of the aforementioned Support ring is namely the thermal expansion of the electromagnetically active parts of the Machine opposed to the effect on the air gap, so that both thermal expansions Can cancel in relation to the air gap length if the heated parts a Have temperature that of that of the electromagnetically active parts of the electrical Machine is approximately proportional. This approximate proportionality is at least during the switch-on time of the electrical machine, mainly due to the circulation the heated air produced. For example, the air can be particularly affected by the the end windings of the stator windings located towards the rim are heated by the rotation of the rotor with respect to the stand is swirled and thus the rim meet in certain parts. In doing so, these parts reach at least during the relatively short duty cycle of the electrical machine, although not the temperature the electromagnetically active parts of the machine, but by the invention Choice of the material of the parts heated in this way an approximately equal total expansion. For example, the electrical machine consists of its electromagnetically active Parts from commercially available dynamo sheet, so the heated parts can be made from a forged aluminum alloy - a construction that is demanded extensive use of aluminum in aircraft construction.
Die im folgenden genannten Ausführungsformen und Ausgestaltungen betreffen zunächst die erste erfindungsgemäße Lösung.The embodiments and refinements mentioned below relate to first of all the first solution according to the invention.
Als eine Ausführungsmöglichkeit ist vorgesehen, daß eine Läuferscheibe der elektrischen Maschine an dem Trägerteil befestigt ist und daß der die Wärme von dieser Läuferscheibe und der ihr gegenüberstehenden Ständerscheibe abführende Luftstrom den eine Ringwand des Maschinengehäuses bildenden Teil der Nabe erwärmt. Eine weitere Ausführungsform besteht darin, daß eine Läuferscheibe der elektrischen Maschine an dem eine Ringwand des Maschinengehäuses bildenden Teil der Felge befestigt ist und daß der die Wärme von der Läufer-Scheibe und der ihr gegenüberstehenden Ständerscheibe abführende Luftstrom diesen Teil erwärmt. In beiden Fällen ist es zur Förderung der Wärmeausdehnung der erwärmten Teile vorteilhaft, wenn der von dem Luftstrom erwärmte Teil eine größere axiale Länge als die Summe der axialen Längen der im Bereich dieses Teils liegenden elektromagnetisch aktiven Teile der elektrischen Maschine hat.As an embodiment it is provided that a carrier disk the electrical machine is attached to the carrier part and that the heat dissipating from this carrier disk and the stator disk opposite it Air flow heats the part of the hub that forms an annular wall of the machine housing. Another embodiment is that a carrier plate of the electrical Machine attached to the part of the rim which forms an annular wall of the machine housing and that the heat from the rotor disk and the one facing it The stator washer heats this part away from the air flow. In both cases it is to promote the thermal expansion of the heated parts advantageous if the from the part heated by the air flow has a greater axial length than the sum of the axial Lengths of the electromagnetically active parts of the lying in the area of this part electrical machine has.
Als eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der ersten erfindungsgemäßen Lösung, in der mehrere der genannten Maßnahmen angewandt sind, ist vorgesehen, daß die Felge auf ihrer dem freien Ende des Tragezapfens entsprechenden Stirnseite mittels einer etwa kreisringförmigen Abdeckscheibe verschlossen ist, daß die elektrische Maschine zwei Läuferscheiben und eine zwischen ihnen angeordnete Ständerscheibe aufweist und daß die Abdeckscheibe den elektromagnetisch aktiven Teil der Läuferscheibe trägt, während der elektromagnetisch aktive Teil der zweiten Läuferscheibe an dem Trägerteil befestigt ist. Diese Lösung vereinigt die Vorteile der Maßnahmen zur Konstanthaltung der Luftspalte und des geringeren Leistungsgewichts gerade einer elektrischen Maschine mit drei Scheiben und gibt der elektrischen Maschine eine geschlossene Bauart. Ergänzend schlägt die Erfindung vor, daß die Nabe allein in dem am freien Ende des Tragezapfens liegenden Lager in axialer Richtung gehalten ist. Damit wird eine axiale Wärmeausdehnung der Nabe ohne Behinderung durch das auf der Seite der Einspannung des Tragezapfens gelegene Lager der Nabe ermöglicht.As a particularly advantageous embodiment of the first according to the invention Solution, in which several of the measures mentioned are applied, is provided that the rim on its end face corresponding to the free end of the support pin by means of an approximately circular cover plate is closed that the electrical Machine has two carrier disks and a stator disk arranged between them has and that the cover plate is the electromagnetically active part of the carrier plate carries, while the electromagnetically active part of the second carrier on the Support part is attached. This solution combines the advantages of the measures for Keeping the air gaps constant and the lower power-to-weight ratio is just one thing electric machine with three disks and gives one to the electric machine closed design. In addition, the invention proposes that the hub alone in the bearing located at the free end of the support pin is held in the axial direction is. This allows axial thermal expansion of the hub without being hindered by the Allows bearing of the hub located on the side of the clamping of the support pin.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung betrifft die zweite erfindungsgemäße Lösung. Für den Fall, daß die dem von der elektrischen Maschine erwärmten Luftstrom ausgesetzten Teile der Felge und Nabe auf etwa gleiche Temperaturen erwärmt werden, wird es zur Verhinderung axialer Verschiebungen zwischen dem Läufer bzw. den Läufern einerseits und dem Ständer bzw. den Ständern andererseits vorteilhaft sein, wenn das Verhältnis der axialen Länge der Nabe zwischen dem am freien Ende des Tragezapfens gelegenen Lager und dem Trägerteil zu der axialen Länge der Felge zwischen dem Steg und dem Trägerteil dem umgekehrten Verhältnis der Wärmeausdehnungskoeffizienten der jeweiligen Werkstoffe der Nabe bzw. Felge gleich ist.Another embodiment of the invention relates to the second according to the invention Solution. In the event that the air flow heated by the electrical machine exposed parts of the rim and hub are heated to approximately the same temperature, it is used to prevent axial displacement between the runner or runners on the one hand and the stand or the stands on the other hand be advantageous if the ratio of the axial length the hub between the most free End of the support pin located bearing and the support part to the axial length of the Rim between the web and the support part the inverse ratio of the coefficient of thermal expansion the respective materials of the hub or rim is the same.
Um eine konstruktiv einfache Bauweise der elektrischen Maschine zu erreichen, bei der der Läufer ohne Leitungsanschlüsse, Schleifringe usw. bleibt, wird für alle Ausführungsformen der Erfindung vorgeschlagen, daß die elektrische Maschine eine Asynchronmaschine ist und daß allein die Ständerscheibe Wicklungen trägt, während der Läufer in seinem elektromagnetisch aktiven Teil mit etwa radial verlaufenden Dämpferstäben versehen ist, die innerhalb und außerhalb dieses Teils jeweils mittels eines ringförmigen Leiters elektrisch und mechanisch verbunden sind. Es ist jedoch auch denkbar, daß als elektrische Maschine ein Hysteresemotor oder eine Synchronmaschine vorgesehen wird, die dann vorteilhafterweise mit einem in seiner Frequenz gesteuerten Strom gespeist wird. Diese letztgenannte Lösung hat den Vorteil, daß mehrere gleichartige Fahrwerksräder eines Flugzeuges auf eine gleiche, definierte Drehgeschwindigkeit gebracht werden können, womit selbst kleinste, auf das Flugzeug wirkende Momente um seine Hochachse beim Aufsetzen auf die Landebahn mit Sicherheit vermieden sind.In order to have a structurally simple design of the electrical machine in which the rotor remains without line connections, slip rings, etc., is proposed for all embodiments of the invention that the electrical Machine is an asynchronous machine and that only the stator disc winds carries, while the rotor in its electromagnetically active part with approximately radial extending damper rods is provided inside and outside this part are each electrically and mechanically connected by means of a ring-shaped conductor. However, it is also conceivable that a hysteresis motor or as the electrical machine a synchronous machine is provided, which then advantageously with an in its frequency-controlled current is fed. This latter solution has the advantage that several identical landing gear wheels of an aircraft on the same, defined speed of rotation can be brought, with which even the smallest, on the aircraft acting moments about its vertical axis when touching down on the runway are certainly avoided.
Einige Ausführungsbeispiele der Erfindung seien im folgenden an Hand der Zeichnungen erläutert. F i g. 1 zeigt als Prinzipskizze ein Flugzeug-Fahrwerksrad gemäß der Erfindung im Längsschnitt unter Weglassung des Reifens. Das Fahrwerksrad besteht in seinem üblichen Aufbau zunächst aus einer zweigeteilten Felge 1, 2, einer Nabe 3 und einer Radscheibe 4 als Trägerteil. Die Nabe ist mittels der Lager 5, 6 auf dem feststehenden Tragezapfen 7 drehbar gelagert, wobei mindestens eines der Lager 5, 6 außer radialen auch axiale Kräfte aufnehmen kann. Der Tragezapfen 7 ist auf einer Seite - in der Figur auf seiner linken Seite - im hier nicht gezeigten Fahrwerk befestigt. Auf diese Seite muß sich auch eine eventuell innerhalb der Felge vorgesehene Bremsvorrichtung befinden, die direkt am Fahrwerk angreift und deren Umrisse strichpunktiert angedeutet sind.Some exemplary embodiments of the invention are given below of the drawings. F i g. 1 shows an aircraft landing gear wheel as a basic sketch according to the invention in longitudinal section with the omission of the tire. The landing gear wheel consists in its usual structure initially of a two-part rim 1, 2, a Hub 3 and a wheel disc 4 as a carrier part. The hub is by means of the bearings 5, 6 rotatably mounted on the stationary support pin 7, at least one of the Bearings 5, 6 can absorb axial forces as well as radial forces. The support pin 7 is on one side - in the figure on its left side - not shown here Chassis attached. On this side there must also be a possibly inside the rim provided braking device that acts directly on the chassis and their Outlines are indicated by dash-dotted lines.
Auf der entgegengesetzten Seite, der des freien Endes des Tragezapfens 7, ist innerhalb des Felgenteils 2 eine elektrische Maschine in Scheibenbauweise mit einem an der Radscheibe 4 befestigten Läufer 8 und einem Ständer 9 vorgesehen. Der Ständer 9 ist von einer am freien Ende des Tragezapfens 7 unverdrehbar befestigten Abdeckscheibe 10 getragen, die gleichzeitig die Abdeckung des Lagers 6 bildet. Die elektrische Maschine ist als Asynchronmaschine mit einer Wechselstromwicklung 11, Dämpferstäben 12 und zwei die Dämpferstäbe 12 elektrisch und mechanisch verbindenden, ringförmigen Leitern 13,14 ausgeführt. Damit der axiale Luftspalt 15 der elektrischen Maschine auch bei deren Wärmeausdehnung konstant bleibt, soll zumindest der Teil 16 der Nabe 3 aus einem Werkstoff von höherem Wärmeausdehnungskoeffizienten als der der elektrischen Maschine bestehen. Dies ist hier dadurch verwirklicht, daß die gesamte Nabe 3, die Radscheibe 4 und der Felgenteil 2 als einheitlicher Teil aus einem solchen Werkstoff hergestellt sind. Weiter fördert die leichte Schrägstellung der Radscheibe 4 gegenüber einem genau radialen Verlauf eine Konstruktion, bei der die axiale Länge des Teils 13 möglichst groß ist.On the opposite side, that of the free end of the support pin 7, within the rim part 2, there is an electrical machine of disk construction with a rotor 8 fastened to the wheel disk 4 and a stand 9. The stand 9 is fastened non-rotatably by one at the free end of the support pin 7 Cover plate 10 carried, which at the same time forms the cover of the bearing 6. the electrical machine is an asynchronous machine with an alternating current winding 11, Damper rods 12 and two the damper rods 12 electrically and mechanically connecting, ring-shaped conductors 13,14 executed. So that the axial air gap 15 of the electrical Machine, even if its thermal expansion remains constant, should at least the part 16 of the hub 3 made of a material with a higher coefficient of thermal expansion than that of the electrical machine. This is achieved here in that the entire hub 3, the wheel disc 4 and the rim part 2 as a single part are made of such a material. The slight inclination also promotes it of the wheel disc 4 with respect to an exactly radial course, a construction in which the axial length of the part 13 is as great as possible.
Damit sich die Nabe 3 in ihrem Teil 16 ungehindert ausdehnen kann und damit ihre Ausdehnung voll einer Verkleinerung des Luftspalts 15 entgegenwirkt, wird vorteilhafterweise allein das Lager 6 ein zur Aufnahme von Axialkräften geeignetes Festlager, das Lager 5 jedoch ein Loslager sein.So that the hub 3 can expand unhindered in its part 16 and thus their expansion fully counteracts a reduction in the size of the air gap 15, If only the bearing 6 is advantageously suitable for absorbing axial forces Fixed bearing, but bearing 5 can be a floating bearing.
F i g. 2 zeigt die Hälfte eines im Prinzip symmetrischen weiteren Flugzeug-Fahrwerksrades gemäß der Erfindung im Schnitt. Hier ist eine elektrische Maschine mit zwei Ständerscheiben 17, 18 und einer zwischen ihnen angeordneten Läuferscheibe 19 vorgesehen, deren an sich bekannter elektrischer Aufbau nicht weiter ausgeführt ist. Die elektromagnetisch aktiven Teile der beiden Ständerscheiben 17, 18 sind auf einem gemeinsamen Tragring 20 gehalten, der in seiner Mitte von der scheibenartig vergrößerten Abdeckung 21 des am freien Ende des Tragzapfens 7 liegenden Lagers 6 getragen ist.F i g. 2 shows half of a further aircraft landing gear wheel according to the invention, which is symmetrical in principle, in section. Here, an electrical machine with two stator disks 17, 18 and an armature disk 19 arranged between them is provided, the electrical structure of which, known per se, is not described further. The electromagnetically active parts of the two stator disks 17, 18 are held on a common support ring 20, which is supported in its center by the disk-like enlarged cover 21 of the bearing 6 located at the free end of the support pin 7.
Der Tragring 20 besteht aus einem Material von höherem Wärmeausdehnungskoeffizienten als der der elektromagnetisch aktiven Teile der elektrischen Maschine. Der Tragring 20 dehnt sich bei seiner Erwärmung, ausgehend von seiner mittigen Befestigung, in axialer Richtung nach beiden Seiten aus und kompensiert dabei die Wärmeausdehnung der Ständer- und Läuferscheiben 17, 18, 19, so daß die axiale Länge der Luftspalte 22, 23 etwa konstant bleibt.The support ring 20 consists of a material with a higher coefficient of thermal expansion than that of the electromagnetically active parts of the electrical machine. The support ring 20 expands when it is heated, starting from its central attachment, in axial direction to both sides and compensates for the thermal expansion of the stator and rotor disks 17, 18, 19, so that the axial length of the air gaps 22, 23 remains approximately constant.
Der elektromagnetisch aktive Teil der Läuferscheibe 19 ist mittels eines ringförmigen Steges 24 im Felgenteil 2 befestigt. Zur axialen Befestigung des Steges 24 sind nasenförmige Anschläge 25 vorgesehen, die außerdem die Aufgabe haben, bei der Drehung des Felgenteils 2 die zwischen ihm und der Ständerscheibe 17 vorhandene erwärmte Luft zu verwirbeln. Die Felge 2 wird sich auf Grund dieser Maßnahme in ihrem zwischen dem Steg 24 und der Radscheibe 4 gelegenen Teil etwas stärker erwärmen als die Nabe 3 in ihrem zwischen dem Lager 6 und der Radscheibe 4 gelegenen Teil 16. Um trotzdem gleiche Wärmeausdehnungen der beiden aus gleichem Werkstoff bestehenden Teile zu erreichen, ist dem Teil 16 durch die leichte Schrägstellung der Radscheibe 4 eine etwas größere axiale Länge gegeben, so daß sich auch bei Erwärmung der elektrischen Maschine keine Verschiebung zwischen der Läuferscheibe 19 und den Ständerscheiben 17, 18 ergibt. - Die nicht erwähnten Teile entsprechen in ihren Bezugszeichen der Fig.1.The electromagnetically active part of the carrier 19 is fastened in the rim part 2 by means of an annular web 24. For the axial fastening of the web 24, nose-shaped stops 25 are provided which also have the task of swirling the heated air present between it and the stator disk 17 when the rim part 2 is rotated. Due to this measure, the rim 2 will heat up somewhat more in its part located between the web 24 and the wheel disc 4 than the hub 3 in its part 16 located between the bearing 6 and the wheel disc 4 To achieve material existing parts, the part 16 is given a slightly larger axial length due to the slight inclination of the wheel disk 4, so that there is no displacement between the rotor disk 19 and the stator disks 17, 18 even when the electrical machine is heated. The reference numbers of the parts not mentioned correspond to FIG. 1.
In F i g. 3 ist eine weitere erfindungsgemäße Ausführung eines Flugzeug-Fahrwerksrades dargestellt. Auch hier ist eine elektrische Maschine mit drei Ständer- und Läuferscheiben vorgesehen, wobei jedoch im Gegensatz zu der in F i g. 2 gezeigten Ausführung eine Ständerscheibe 26 zwischen zwei Läuferscheiben 27, 28 angeordnet ist. Die Läuferscheibe 27 ist auf der Radscheibe 4 befestigt, während der elektromagnetisch aktive Teil der Ständerscheibe 26 von der Abdeckscheibe 29 getragen wird. Der zwischen der Ständerscheibe 26 und der Läuferscheibe 27 gelegene Luftspalt 30 wird bei der Wärmeausdehnune dieser Teile durch die an Hand der F i g. 1 beschriebene Ausdehnung des Teiles 16 der Nabe 3 etwa konstant gehalten.In Fig. 3 is a further embodiment of an aircraft landing gear wheel according to the invention shown. Here, too, is an electrical machine with three stator and carrier disks provided, but in contrast to that shown in FIG. 2 embodiment shown Stator disk 26 is arranged between two rotor disks 27, 28. The carrier 27 is attached to the wheel disc 4, while the electromagnetically active part the stator disk 26 is carried by the cover disk 29. The one between the stand washer 26 and the rotor disk 27, the air gap 30 is in the thermal expansion of this Parts by the hand of the F i g. 1 expansion of the part 16 of the hub described 3 held roughly constant.
Der Felgenteil 2 ist auf seiner Stirnseite mittels der kreisringförmigen Abdeckscheibe 31 verschlossen, die die Läuferscheibe 28 trägt. Zur Konstanthaltung des zwischen ihr und der Ständerscheibe 26 gelegenen Luftspaltes 32 wird die Wärmeausdehnung des Felgenteils 2 nutzbar gemacht, der etwa die doppelte axiale Länge wie der Teil 16 der Nabe 3 aufweist und aus gleichem Material besteht. Die übrigen Teile des Fahrwerksrades entsprechen in ihren Bezeichnungen den vorangehenden Figuren.The rim part 2 is on its front side by means of the circular ring-shaped Cover disk 31, which carries the carrier disk 28, is closed. To keep things constant of the air gap 32 located between it and the stator disk 26 is the thermal expansion of the rim part 2 made usable, which is about twice the axial length of the part 16 has the hub 3 and consists of the same material. The remaining parts of the The designation of the landing gear wheel corresponds to the previous figures.
Claims (7)
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DEL55444A DE1273335B (en) | 1967-01-05 | 1967-01-05 | Drive for an airplane landing gear wheel |
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DEL55444A DE1273335B (en) | 1967-01-05 | 1967-01-05 | Drive for an airplane landing gear wheel |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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1967
- 1967-01-05 DE DEL55444A patent/DE1273335B/en active Pending
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