DE3241908A1

DE3241908A1 - Fahrwerk fuer ein flugzeug

Info

Publication number: DE3241908A1
Application number: DE19823241908
Authority: DE
Inventors: Manfred Dipl.-Ing. Hübbers (FH), 4450 Lingen
Original assignee: HUEBBERS MANFRED DIPL ING FH
Current assignee: HUEBBERS MANFRED DIPL ING FH
Priority date: 1982-11-12
Filing date: 1982-11-12
Publication date: 1984-05-17

Description

Fahrwerk für ein Flugzeug
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Fahrwerk für ein Flugzeug mit auf einer festen Achse drehbar gelagerten Laufrädern.
Bei den bisher bekannten Fahrwerken für Flugzeuge sind die Laufräder frei drehbar auf der Achse gelagert. Im Landeanflug des Flugzeuges stehen die Räder still. Daraus ergibt sich, daß beim Aufsetzen des Flugzeuges auf die Landebahn die Laufräder in einer relativ kurzen Zeit auf die Geschwindigkeit des Flugzeuges beschleunigt werden müssen. Dabei entsteht zwischen der Landebahn und dem Reifen des Laufrades ein hoher Schlupf, der zu einem hohen durch Abrieb bedingten Reifenverschleiß führt. Aus Sicherheitsgründen ist daher ein Reifenwechsel nach einer bestimmten Anzahl von Landungen vorgeschrieben.
Die durch die Beschleunigung der Laufräder auftretenden Kräfte werden auf das Fahrwerk übertragen, wodurch eine entsprechende Auslegung bedingt ist. Daraus ergeben sich höhere Materialkosten und eine zusätzliche Erhöhung des Gewichts, was besonders bei Flugzeugen nachteilig wirkt. Die auf das Fahrwerk übertragenen Kräfte führen zu Stößen, Erschütterungen u.dgl., die von den Passagieren sehr störend empfunden werden.
Sollte trotz eingehaltener Sicherheitsvorschriften ein Reifen beim Landen eines Flugzeuges platzen, entstehen Unfallfolgen in nicht vorhersehbaren Ausmaßen. Ein weiterer Nachteil besteht noch darin, daß das Flugzeug im. Landeanflug so einzusteuern ist, daß alle Laufräder gleichzeitig aufsetzen. Gelingt dies nicht, besteht ebenfalls eine erhöhte Unfallgefahr.
Der vorliegenden Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, ein Fahrwerk der eingangs genannten Art so zu verbessern, daß die auf das Fahrwerk zu übertragenden Kräfte beim Aufsetzen des Flugzeuges auf die Landebahn herabgesetzt werden und daß die Lebensdauer eines Reifens durch Verminderung des Abriebes erhöht wird, wobei gleichzeitig die Unfallgefahr herabg-esetzt wird.
Die Lösung der gestellten Aufgabe ergibt sich aus dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1.
Es ist nunmehr möglich, die Laufräder vor dem Aufsetzen des Flugzeuges auf die Landebahn während des Landeanfluges in einem relativ großen Zeitraum in Drehung zu versetzen, so daß die beim Aufsetzen auftretenden und sich in vielerlei Hinsicht nachteilig auswirkenden Beschleunigungskräfte wesentlich herabgesetzt werden.
Dabei werden die günstigsten Voraussetzungen geschaffen, wenn die Umfangsgeschwindigkeit der Laufräder mit der Landegeschwindigkeit des Flugzeuges übereinstimmt, da dann die Beschleunigungskräfte nicht mehr auftreten.
Eine konstruktiv besonders einfache Lösung wird erreicht, wenn für jedes Laufrad ein Einzelantrieb vorgesehen ist. Speziell ausgelegte Antriebsmotore werden vermieden, wenn jeder Antrieb aus mehreren in radialer Richtung von der Achse zum Reifen des Laufrades sich erstreckenden, an den Steg der Felge angelenkten Schaufeln besteht, und daß die Schaufeln zum Laufrad in ihrer Winkelstellung einstellbar sind. Da während des Landeanfluges ausreichend Zeit vorhanden ist, werden die Laufräder durch den Luftwiderstand in Drehung versetzt. Durch die einstellbare Winkelstellung der Schaufeln zum Laufrad wird auf die vorhandenen Verhältnisse, wie z.B. Landegeschwindigkeit, Gegenwind und ähnliches, Rücksicht genommen. Die jeweils erforderliche Winkelstellung könnte vom Bordcomputer durch Eingabe der entsprechenden Werte ermittelt werden.
Für die durch den Luftwiderstand bedingte Kräfteübertragung ist es besonders vorteilhaft, wenn die Schaufeln - im Querschnitt gesehen - gewölbt ausgebildet sind.
Eine Vergrößerung des Luftwiderstandes und daraus folgend eine Erhöhung der die Laufräder in Drehung versetzenden Kräfte wird erreicht, wenn die Schaufeln nach außen hin im Querschnitt sich vergrößernd ausgebildet sind.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, daß der Antrieb als Hydro- oder Elektroantrieb mit einstellbarer Drehzahl ausgebildet ist. Dabei werden kompakte bauliche Abmessungen erreicht, wenn der Elektroantrieb als eine fest auf die Achse aufgesetzte Spule und als ein fest mit der Nabe verbundener Magnet ausgebildet ist.
Zur Erhöhung der Sicherheit ist es denkbar verschiedene Antriebssysteme, wie z.B. Schaufeln und Elektroantriebe, zu koppeln, da bei Ausfall eines Systems dann das zusätzliche System einsetzbar ist.
Weitere Kennzeichen und Merkmale einer vorteilhaften Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung sind Gegenstand von weiteren Unteransprüchen und ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsbeispielen.
Es zeigen: Fig. 1 ein erster Ausführungsbeispiel mit an die Felge angelenkten Schaufeln in einer Schnittdarstellung, stark schematisiert, Fig. 2, 3 und 5 Einzeldarstellungen gemäß der Fig. 1, die Verstellung der Schaufeln zeigend, und Fig. 4 ein weiteres Ausführungsbeispiel, bei dem die Laufräder durch einen Elektroantrieb antreibbar sind.
Ein in der Fig. 1 schematisch dargestelltes Laufrad 1 ist aus einer Felge 2 und aus einem darauf montierten Reifen 3 zusammengesetzt. Die Felge 2 besteht aus einer äußeren umlaufenden Reifenwulst 4, einer Radnabe 5 und einem die Radnabe 5 mit der Reifenwulst 4 verbindenden Mittelsteg 6. Das Laufrad 1 ist auf einer feststehenden Achse 7 drehbar gelagert. Im Bereich' der Radnabe 5 ist die Achse 7 zur Aufnahme eines Stromzuführungskabels 8 als Hohlachse ausgebildet.
An der Außenseite des Mittelsteges 6 sind mittels Scharnieren 9 mehrere im gleichen Abstand zueinander stehende, sich in Richtung zum Reifen 3 im Querschnitt vergrößernde Schaufeln 10 angelenkt. An der gegenüberliegenden Seite der Schaufel ist ein Verstellmechanismus 11 angeordnet, der in seinen Hauptteilen aus einer auf das gegenüber der Nabe 5 vorstehende Ende der Achse 7 fest aufgesetzten Scheibe 12, für jede Schaufel einer sich auf dem äußeren Umfang der Scheibe 12 abstützenden Feder 13 und einem Elektromagneten 14 gebildet ist. Der Elektromagnet 14 ist ringförmig ausgebildet und aus zwei Polplatten 15,16 mit unterschiedlicher Ladung gebildet. Die Polplatte 15 ist über einen in der Fig. 3 schematisch dargestellten Hebelmechanismus mit jeder Schaufel 10 verbunden. Die Polplatte 16 ist fest an der Scheibe 12 angeordnet.
In der Fig. 2 ist die Anordnung der Feder 13 an der Scheibe 12 und der Schaufel 10 dargestellt. Bei der dargestellten Ausführung ist an der feststehenden Scheibe 12 ein dem Abstand der einzelnen Federn 13 entsprechend ausgelegtes Axiallager 17 befestigt, dessen In- nenring 18 mit einem Ansatz 19 zur Aufnahme der Feder 13 versehen ist und dessen Außenring 20 an der Scheibe 12 befestigt ist. Das gegenüberliegende Ende der Feder 13 ist auf einen Ansatz 21 eines Gelenkes 22 gesteckt, welches mittels eines Bolzens 23 an einem an der Schaufel 10 befestigten Auge 24 verbunden ist.
/und 5 In den Fig. 3 ist die Verbindung zwischen dem Elektromagneten 14 und einer Schaufel 10 dargestellt. An der Polplatte 15 ist eine in Richtung zur Schaufel 10 zeigende Betätigungsstange 25 angeordnet, die mit einem auf einem Bolzen 26 drehbar gelagerten Winkelhebel 27 verbunden ist. An der Schaufel 10 ist an der dem Elektromagneten 14 zugewandten Seite eine Lasche 28 befestigt, die mittels eines Bolzens 29 mit dem Winkelhebel 27 verbunden ist.
Zur Verstellung der Schaufeln 10 wird der Elektromagnet 14 durch das StromaufYührungskabel 8 an das Stromnetz durch nicht dargestellte Schalter angeschlossen, wodurch die Polplatten 15,16 aufeinander zubewegt werden. Die Einstellung der Schaufeln 10 zu dem Laufrad 1 erfolgt entweder in nicht näher beschriebener Weise durch Regelung der Feldstärke oder aber durch Ziehen mindestens einer Schaufel gegen einen nicht dargestellten Anschlag, der ortsfest angeordnet, jedoch einstellbar ausgebildet ist. Wie aus der Fig. 1 erkennbar, werden beim Ausfahren des Fahrwerkes eines Flugzeuges aufgrund des vorhandenen Luftwiderstandes die Räder in Drehung versetzt. Die Drehzahl regelung erfolgt dabei durch die verstellbaren Schaufeln 10.
Bei dem in der Fig. 4 dargestellten Ausführungsbeispiel erfolgt der Antrieb jedes Laufrades 1 elektromotorisch. Auf der Achse 7 ist eine Spule 30 fest angeordnet. Innenseitig an der Radnabe 5 sind drei Magnete 31 befestigt. Der Grundaufbau gleicht somit einem Elektromotor, wobei jedoch der Rotor außenseitig angeordnet ist und das damit in Verbindung stehende Laufrad 1 antreibt. Die Regelung der Drehzahl erfolgt in nicht beschriebener und dargestellter Weise durch Regelung der Stromstärke.
Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt. So ist der Gedanke übertragbar auf zwei nebeneinander angeordnete Laufräder. Bei Verwendung eines Elektroantriebes könnte dann der Antrieb zwischen den, Rädern liegen. Bei Verwendung von Schaufeln sind diese dann jeweils an der Außenseite vorzusehen. Ferner ist es denkbar, anstelle von Elektroantrieben Hydroantriebe vorzusehen. Wesentlich ist bei allen Ausführungen, daß die Laufräder angetrieben werden.
Bezugszeichenliste 1 Laufrad 2 Felge 3 Reifen 4 Reifenwulst 5 Radnabe 6 Mittelsteg 7 Achse 8 Stromzuführungskabel 9 Scharniere 10 Schaufeln 11 Verstellmechanismus 12 Scheibe 13 Feder 14 Elektromagnet

15 T Polplatten

16 J Polplatten

17 Axiallager 18 Innenring 19 Ansatz 20 Außenring 21 Ansatz 22 Gelenlc 23 Bolzen 24 Auge 25 Betätigungsstange 26 Bolzen 27 Winkelhebel 28 Lasche 29 Bolzen 30 Spule 31 Magnete Leerseite

Claims

Patentansprüche 1. Fahrwerk für ein Flugzeug mit auf einer festen Achse drehbar gelagerten Laufrädern, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß die Laufräder (1) über einen Antrieb antreibbar sind, der beim Landeanf lug einschaltbar ist und den Laufrädern (1) vor der Bodenberührung eine einstellbare Umfangsgeschwindigkeit gibt.
2. Fahrwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Umfangsgeschwindigkeit der Laufräder (1) mit der Landegeschwindigkeit des Flugzeuges übereinstimmt.
3. Fahrwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für jedes Laufrad (1) ein Einzelantrieb vorgesehen ist.
4. Fahrwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Antrieb aus mehreren in radialer Richtung von der Achse t7) zum Reifen (3) des Laufrades (1) sich erstreckende, an dem Mittelsteg (6) der Felge (2) angelenkten Schaufeln (10) besteht und daß die Schaufeln (10) zum Laufrad (1) in ihrer Winkelstellung einstellbar sind.
5. Fahrwerk nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaufeln (10) - im Querschnitt gesehen - gewölbt ausgebildet sind.
6. Fahrwerk nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaufeln (10) nach außen hin - im Querschnitt gesehen - sich vergrößernd ausgebildet sind.
7. Fahrwerk nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaufeln (10) durch einen Verstellmechanismus (11) gegenüber dem Laufrad (1) in ihrer Winkellage verstellbar sind.
8. Fahrwerk nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaufeln (10) über mindestens einen Elektromagneten (14) verstellbar sind, der mit einer der Anzahl der Schaufeln (10) entsprechenden Anzahl von Betätigungsstangen (25) ausgerüstet ist, wobei jede Betätigungsstange (25) an einem ortsfest gelagerten Winkelhebel (27) angelenkt ist, dessen freier Schenkel mit der zugeordneten Schaufel (10) gelenkig verbunden ist, und daß die Verstellung der Schaufeln (10) durch den Elektromagneten (14) entgegen der Wirkung mindestens einer Feder (13) erfolgt.
9. Fahrwerk nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ende jeder Feder (13) am Innenring (18) eines Axiallagers (17) befestigt ist und daß der Außenring (20) des Axiallagers (17) mit einer auf der feststehenden Achse (7) festgelegten Scheibe (12) verbunden ist.
10. Fahrwerk nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektromagnet (14) ringförmig ausgebildet ist.
11. Fahrwerk nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaufeln (10) durch Scharniere (9) an dem Mitteil steg (6) der Felge (2) angelenkt sind.
12. Fahrwerk nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstellbewegung der Schaufeln (10) durch einen ortsfesten, aber einstellbaren Anschlag begrenzt ist.
13. Fahrwerk nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Achse (7) als Hohlachse ausgebildet ist.
14. Fahrwerk nach Anspruch 1, dadurch geennzeichnet, daß der Antrieb als Hydroantrieb mit einstellbarer Drehzahl ausgebildet ist.
15. Fahrwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb als Elektroantrieb mit einstellbarer Drehzahl ausgebildet ist.
16. Fahrwerk nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektroantrieb als eine fest auf die Achse (7) aufgesetzte Spule (30) und als ein fest mit der Nabe (5) verbundener Magnet (31) ausgebildet ist.