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Die Erfindung betrifft eine Aufhängevorrichtung für ein Flugzeugfahrwerk sowie ein Flugzeug mit einer derartigen Aufhängevorrichtung.
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Aus dem Stand der Technik ist es bekannt, Aufhängevorrichtungen für Flugzeugfahrwerke dazu auszulegen, dass das Fahrwerk bei Erreichen einer Grenzkraft vom Flugzeug gelöst wird, um im Fall beispielsweise eines unerwarteten Aufpralls eine Beschädigung der Flugzeugstruktur zu vermeiden.
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In diesem Zusammenhang ist beispielsweise auf die
EP 2 562 083 A2 zu verweisen, in welcher eine gattungsgemäße Aufhängevorrichtung mit einer flugzeugseitigen Baugruppe und einer fahrwerkseitigen Baugruppe offenbart wird. Bedingt durch einen zweiteiligen Aufbau der fahrwerkseitigen Baugruppe mit separatem Drehlager und Stützelement wird dort erreicht, dass die Kräfte, die zum Lösen der fahrwerkseitigen Baugruppe von der flugzeugseitigen Baugruppe erforderlich sind, nach Richtung der Krafteinwirkung variieren. Nachteilig ist jedoch die zweiteilige und mithin vergleichsweise komplizierte Ausführung der fahrwerkseitigen Baugruppe.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine Aufhängevorrichtung für ein Flugzeugfahrwerk bereitzustellen, die im Vergleich zur Aufhängevorrichtung der
EP 2 562 083 A2 einfacher aufgebaut ist und dennoch alle Funktionen realisieren kann, insbesondere eine von der Richtung der Krafteinwirkung abhängige Grenzkraft für das Lösen des Fahrwerks.
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Vor diesem Hintergrund betrifft die Erfindung eine Aufhängevorrichtung für das Fahrwerk eines Flugzeugs, umfassend eine flugzeugseitige Baugruppe, die fest mit einem Rumpf oder Flügel des Flugzeugs verbunden ist, und eine fahrwerkseitige Baugruppe, die fest mit dem Fahrwerk verbunden ist, wobei die fahrwerkseitige Baugruppe einen Verbindungskörper aufweist, der so in einer Aufnahme der flugzeugseitigen Baugruppe eingefasst ist, dass er mit zwei Freiheitsgraden bewegt werden kann, wobei der Verbindungskörper anhand von normal oder geneigt auf die von den beiden Freiheitsgraden aufgespannte Bewegungsebene verlaufenden richtungsunabhängigen Halteelementen in einer bestimmten Position in der Aufnahme fixiert ist, und wobei die richtungsunabhängigen Halteelemente so ausgebildet sind, dass sie bei Auftreten einer definierten, normal auf die Stiftachse wirkenden Scherkraft gebrochen werden.
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Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass der Verbindungskörper zusätzlich richtungsabhängige Halteelemente aufweist, die normal oder geneigt auf die Bewegungsebene verlaufen, und so ausgebildet sind, dass sie bei Auftreten einer definierten, normal auf ihre Erstreckungsrichtung gebrochen werden können, und dass die flugzeugseitige Baugruppe eine an die Aufnahme grenzenden Ausnehmung aufweist, wobei die richtungsabhängigen Halteelemente in die Ausnehmung ragen und wobei die Kontur der Ausnehmung so ausgebildet ist, dass eine Bewegung der richtungsabhängigen Halteelemente relativ zur flugzeugseitigen Baugruppe in einer in der Bewegungsebene verlaufenden ersten Lastrichtung unterbunden wird, während eine Bewegung der richtungsabhängigen Halteelemente relativ zur flugzeugseitigen Baugruppe in einer anderen in der Bewegungsebene verlaufenden zweiten Lastrichtung erlaubt wird.
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Anhand dieses Aufbaus kann erreicht werden, dass unterschiedliche Lastfälle unterschiedliche Kraftbeträge erfordern, um das Fahrwerk und den Flügel oder Rumpf des Flugzeugs zu trennen. In einer ersten Situation einer vertikalen Druckkraft, die beispielsweise dann auftreten kann, wenn das Flugzeug im Rahmen einer Notlandung hart auf den Boden aufsetzt, ist eine größere Krafteinwirkung erforderlich, um die fahrwerkseitige Baugruppe von der flugzeugseitigen Baugruppe zu lösen, als bei Auftreten einer horizontalen Zugkraft, die beispielsweise dann auftreten kann, das Flugzeug bzw. dessen Fahrwerk beim Rollen am Boden gegen ein Hindernis prallt. Im ersten Fall müssen die weiteren Halteelemente zusätzlich zu den Haltestiften gebrochen werden, während im zweiten Fall nur die Haltestifte gebrochen werden müssen. Somit kann das Lösen des Fahrwerks in Abhängigkeit von der Schwere des Lastfalls auf die Integrität des Flugzeugrumpfs zugeschnitten werden.
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In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass es sich bei den richtungsunabhängigen Halteelementen um Haltestifte handelt, die durch fluchtende Bohrungen an der flugzeugseitigen und der fahrwerkseitigen Baugruppe geführt sind. Bei den Haltestiften kann es sich um durchgehende Haltestifte handeln, die beidseitig über den Verbindungskörper überstehen, oder es können Paare an Stiften vorgesehen sein, die an jeweils gegenüberliegenden Seiten vom Verbindungskörper abstehen. Die Stifte umfassen eine Sollbruchstelle für ein Brechen bei Auftreten einer definierten Scherkraft in der Bewegungsebene.
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Auch bei den richtungsabhängigen Halteelementen kann es sich um Haltestifte handeln, die an der fahrwerkseitigen Baugruppe in entsprechenden Bohrungen gehalten sind.
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Alternativ kann es sich bei den richtungsabhängigen Halteelementen um fest mit der fahrwerkseitigen Baugruppe verbundene Vorsprünge handeln. Die Vorsprünge umfassen eine Sollbruchstelle für ein Brechen bei Auftreten einer definierten Scherkraft in der Bewegungsebene. In einer Ausführungsform können die Vorsprünge einteilig mit dem Verbindungskörper gefertigt sein.
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Vorzugsweise steht die erste Lastrichtung normal auf die zweite Lastrichtung. So können unterschiedliche Lastfälle, die normal aufeinander stehende Krafteinwirkungen nach sich ziehen, anhand der Bruchkraft differenziert werden.
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Bei dem Verbindungskörper kann es sich um ein Drehlager zur Halterung einer Welle des Fahrwerks handeln. Die Welle kann mit einer Mechanik einer oder mehrerer fahrbarer Streben des Fahrwerks in Verbindung stehen.
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Die Erfindung betrifft weiterhin ein Flugzeug mit einem Fahrwerk, das anhand einer erfindungsgemäßen Aufhängevorrichtung daran befestigt ist. Das Fahrwerk weist typischerweise Räder, eine oder mehrere Radachsen, eine Oleo-Strebe und eine oder mehrere fahrbare Streben auf. Bei dem Verbindungskörper kann es sich um ein Drehlager handeln. Diese Vorrichtung, zusammen mit den faltbaren Streben, erlaubt ein Aus- und Einfahren des Fahrwerks für Flug und Landung.
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Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die erste Lastrichtung vertikal und die zweite Lastrichtung horizontal am Flugzeug verläuft. In dieser Ausführungsform würde vorausgesetzt, dass ein schwerer Lastfall vom Landetyp weniger wahrscheinlich eine Verletzung der Rumpfintegrität verursacht als ein horizontaler Aufprall des Fahrwerks auf ein Hindernis, und als solches kann das Fahrwerk einer höheren Kraft in Aufwärtsrichtung widerstehen als in Seitwärtsrichtung.
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Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus dem nachfolgend anhand der Figuren beschriebenen Ausführungsbeispiel. In den Figuren zeigen:
- 1a-1d: Darstellungen einer ersten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Aufhängevorrichtung für ein Flugzeugfahrwerk; und
- 2a-2d: Darstellungen einer zweiten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Aufhängevorrichtung für ein Flugzeugfahrwerk.
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1a-1d zeigen eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Aufhängevorrichtung 200 in einer perspektivischen Ansicht (1a) und einer Explosionsdarstellung (1b).
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Ähnlich der bereits aus dem Stand der Technik bekannten Aufhängevorrichtung umfasst auch die erfindungsgemäße Aufhängevorrichtung 100 eine flugzeugseitige Baugruppe 102 und eine fahrwerkseitige Baugruppe 104.
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Die flugzeugseitige Baugruppe 102 umfasst zwei einen vertikalen Montagespalt 107 begrenzende Stege 106 und 108, die jeweils zwei übereinander angeordnete und sich am Montagespalt 107 gegenüberliegende Bohrungen 128 und 130 aufweisen. Bei dem Montagespalt 107 handelt es sich um eine Aufnahme im Sinne der vorliegenden Erfindung.
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Die fahrwerkseitige Baugruppe 104 umfasst ein Drehlager 156, das ausgebildet ist, eine Schwenkstange bzw. Welle eines Flugzeugfahrwerks aufzunehmen. Das Drehlager 156 hat eine rechteckige Gestalt und passt in den Spalt 107 der flugzeugseitigen Baugruppe 102. Bei dem Drehlager 156 handelt es sich um einen Verbindungskörper im Sinne der vorliegenden Erfindung. An jeder Seite des Drehlagers 156 sind zwei Bohrungen 164 und 166 vorgesehen, deren Abstand dem Abstand zwischen den Bohrungen 128 und 130 der flugzeugseitigen Baugruppe 102 entspricht. Ferner ist an jeder Seite des Drehlagers 156 eine weitere Bohrung 176 vorgesehen, die keine entsprechende Bohrung an den Stegen 106 und 108 aufweist. Stattdessen weisen die Stege 106 und 108 in der Flucht der Bohrungen 176 jeweils Ausnehmungen 132 auf, die nach vorne sowie nach unten hin offen sind, jedoch an der Innen- und Oberseite eine Begrenzungskontur 133 aufweisen. An der Oberseite der Ausnehmungen 133 ist die Begrenzungskontur 133 derart ausgebildet, dass sie bündig mit der Kontur der Bohrung 176 des im Spalt 107 eingesetzten Drehlagers 156 verläuft.
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Zur Montage des Drehlagers 156 an der flugzeugseitigen Baugruppe 102 werden Haltestifte 140 und 142 durch korrespondierende Bohrungen 128 und 164 bzw. 130 und 166 gesteckt. Bei den Haltestiften 140 und 142 handelt es sich um richtungsunabhängige Halteelemente im Sinne der vorliegenden Erfindung. Weitere Haltestifte 144 werden in die Bohrungen 176 der fahrwerkseitigen Baugruppe 104 gesteckt und ragen in die Ausnehmungen 132 der flugzeugseitigen Baugruppe 102. Bei den weiteren Haltestiften 144 handelt es sich um richtungsabhängige Halteelemente im Sinne der vorliegenden Erfindung.
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Die Haltestifte 140, 142 und 144 sind jeweils so ausgebildet, dass sie bei Auftreten einer definierten, normal auf die Stiftachse wirkenden Scherkraft gebrochen werden. So kann erreicht werden, dass die fahrwerkseitige Baugruppe 104 bei Auftreten einer bestimmten Krafteinwirkung von der flugzeugseitigen Baugruppe 102 gelöst wird.
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Bei Wirkung einer horizontalen Zugkraft FH an der fahrwerkseitigen Baugruppe 104 müssen nur die beiden Paare an Haltestiften 140 und 142 gebrochen werden, um die fahrwerkseitige Baugruppe 104 von der flugzeugseitigen Baugruppe 102 zu lösen. Die weiteren Haltestifte 144 können widerstandsfrei nach vorne aus den Ausnehmungen 132 gezogen werden. Dies ist in 1c symbolisiert.
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Bei Wirkung einer vertikalen Druckkraft FV an der fahrwerkseitigen Baugruppe 104 müssen dagegen zusätzlich auch die weiteren Haltestifte 144 gebrochen werden, da diese nach oben an der Begrenzungskontur 133 der Aufnahme 132 anstehen. Dies ist in 1d symbolisiert. Bei den Haltestiften 144 handelt es sich um weitere Halteelemente im Sinne der vorliegenden Erfindung.
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So wird erreicht, dass die Kräfte, die zum Lösen der fahrwerkseitigen Baugruppe 104 von der flugzeugseitigen Baugruppe 102 erforderlich sind, nach Richtung der Krafteinwirkung variieren. Bei Auftreten einer vertikalen Druckkraft ist eine größere Krafteinwirkung erforderlich, um die fahrwerkseitige Baugruppe 104 von der flugzeugseitigen Baugruppe 102 zu lösen, als bei Auftreten einer horizontalen Zugkraft.
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2a-2d zeigen eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Aufhängevorrichtung 200 in einer perspektivischen Ansicht (2a) und einer Explosionsdarstellung (2b).
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Der Unterschied zur ersten Ausführungsform gemäß 1a-1d besteht darin, dass es in der fahrwerkseitigen Baugruppe 204 an einer dritten Bohrung fehlt, die der Bohrung 176 der zweiten Ausführungsform entsprechen würde, und dass der Körper des Drehlagers 256 stattdessen an der korrespondierenden Position einteilig mit dem Körper gefertigte, seitlich abstehende Vorsprünge 244 aufweist, die eine Sollbruchstelle für ein Brechen bei Auftreten einer definierten Scherkraft aufweisen.
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Die Vorsprünge 244 übernehmen in der zweiten Ausführungsform gemäß 2a-2d die Funktion der Haltestifte 144 der ersten Ausführungsform gemäß 1a-1d, wie aus den Darstellungen der 2c und 2d ersichtlich ist, in denen eine Einwirkung einer horizontalen Zugkraft FH bzw. einer vertikalen Druckkraft FV symbolisiert ist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 2562083 A2 [0003, 0004]
