DE4204543A1 - Rad fuer ein flugzeug - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Rad für ein Flugzeug, mit einer Felge zur Aufnahme eines Reifens und einer die Felge mit einer Radnabe od. dgl. verbindenden Radschüssel.

Räder der in Rede stehenden Art - ob für ein Kraftfahrzeug oder für ein Flugzeug - sind seit vielen Jahren aus der Praxis be­ kannt. Die wesentlichen Teile solcher Räder sind die Felge und die Radschüssel, die oft auch als Radscheibe bezeichnet wird.

Die aus der Praxis bekannten Räder für Flugzeuge sind jedoch insoweit problematisch, als sie üblicherweise keine eigenen An­ trieb besitzen und bei der Landung, insbesondere zum Zeitpunkt der ersten Bodenberührung, aus dem Stillstand heraus in eine der Landegeschwindigkeit entsprechende Drehgeschwindigkeit ver­ bracht werden. Der plötzliche Bodenkontakt zwischen dem Reifen und der meist asphaltierten oder betonierten Landebahn führt zu einem erheblichen Abrieb des Reifens, zumal es sich bei dem Reifen, dem Material der Landebahn und den darauf befindlichen Verschmutzungen oder Partikeln um ein sog. tribologisches Sy­ stem handelt. Haftreibung und Gleitreibung überlagern einander und führen bis zur vollen Beschleunigung des Rades auf die Lan­ degeschwindigkeit zu einem so erheblichen Abrieb, daß Reifen für Flugzeuge nur geringe Lebensdauer aufweisen. Im übrigen läßt sich dieser erhebliche Abrieb an den Reifen nur unschwer an den durch das Reifenmaterial schwarz markierten Landebahnen erkennen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein für Flug­ zeuge geeignetes Rad anzugeben, bei dem der Abrieb des Reifens beim Aufsetzen auf der Landebahn wesentlich verringert ist, so daß der Reifen eine höhere Lebenszeit bzw. Betriebsdauer auf­ weist.

Das erfindungsgemäße Rad für Flugzeuge löst die voranstehende Aufgabe durch die Merkmale des Patentanspruches 1. Danach sind bei dem eingangs genannten Rad der Felge und/oder der Radschüs­ sel Luftleitschaufeln zugeordnet. Diese Luftleitschaufeln tre­ ten seitlich aus dem von der Felge umgebenen Bereich heraus und sind dabei derart angeordnet, daß sie für die beim Flug, insbe­ sondere beim Landeanflug, auftretende Luftströmung einen Strö­ mungswiderstand darstellen und so das frei drehbare Rad durch die Luftströmung in Fahrtrichtung antreibbar ist.

Erfindungsgemäß ist zunächst erkannt worden, daß der Abrieb am Reifen dann erheblich verringert ist, wenn das Rad beim Aufset­ zen auf die Landebahn in etwa mit derjenigen Geschwindigkeit dreht, die der Landegeschwindigkeit des Flugzeuges entspricht. Weiterhin ist erkannt worden, daß die dazu erforderliche Dreh­ geschwindigkeit des Rades ohne aktiven Antrieb erreicht werden kann, nämlich dadurch, daß dem Rad Luftleitschaufeln zugeordnet sind, mittels derer das Rad aufgrund der die Luftleitschaufeln beaufschlagenden Luftströmung im Sinne einer Turbine, eines Windrades od. dgl. angetrieben wird. Der Antrieb des Rades in Fahrtrichtung erfolgt demnach ausschließlich durch die dort auftretende Luftströmung, weitere Antriebsmittel sind nicht er­ forderlich.

Hinsichtlich einer geeigneten Anbringung der Luftleitschaufeln ist es von besonderem Vorteil, wenn diese an der Radschüssel in axialer Richtung, d. h. aus dem von der Felge umgebenen Bereich seitlich heraus, schwenkbar angeordnet sind. Während des Fluges werden dann die Luftleitschaufeln in ihre Parkposition einge­ klappt und kurz vor der Landung können sie zur Erzeugung des erforderlichen Luftwiderstandes nach außen geschwenkt werden. Das Herausschwenken der Luftleitschaufeln könnte in weiter vor­ teilhafter Weise mittels einer die Luftleitschaufeln beauf­ schlagenden Hydraulikeinrichtung erfolgen. Ebenso wäre eine Be­ tätigung der Luftleitschaufeln über eine Pneumatikeinrichtung denkbar. Hydraulisch bzw. pneumatisch würden dann die Luftleit­ schaufeln in ihrer ausgeschwenkten Stellung, d. h. in ihrer Ar­ beitsstellung, festgehalten bzw. arretiert werden, so daß der Luftström wirksam eine Drehbewegung des Rades hervorruft. Die dabei entstehende Drehgeschwindigkeit entspricht maximal der Strömungsgeschwindigkeit des auf die Luftleitschaufeln auf­ treffenden Luftstromes und ist somit überwiegend geschwindig­ keitsabhängig.

Des weiteren ist eine Betätigung der Luftleitschaufeln über eine mechanische Einrichtung, bspw. über einen Hebel- oder Schneckenmechanismus, denkbar. Die Zwischenschaltung eines Ge­ triebes ist ebenso möglich.

Anstelle der schwenkbaren Anordnung der Luftleitschaufeln wäre es auch denkbar, daß sich diese von der Radschüssel bzw. aus dem von der Felge umgebenen Bereich heraus in starrer Anordnung erstrecken. Dazu könnten die Luftleitschaufeln in einem als isoliertes Bauteil ausgebildeten Radschüsselaufsatz vorgesehen sein, wobei dieser Radschüsselaufsatz auf die Radschüssel auf­ geschraubt oder sönstwie dort befestigt wäre. Alternativ dazu könnten die Luftleitschaufeln als integrale Bestandteile der Radschüssel ausgebildet sein, d. h. die Luftleitschaufeln wären dann an die Radschüssel angeformt. Eine Austauschbarkeit der Luftleitschaufeln ohne Tausch des gesamten Rades wäre in diesem Falle dann jedoch nicht mehr möglich.

Hinsichtlich der Ausrichtung der Luftleitschaufeln ist es von weiterem Vorteil, wenn sich diese im wesentlich axial aus dem von der Felge umgebenen Bereich heraus erstrecken, wobei die Luftleitschaufeln selbst auch eine radiale Ausdehnung aufwei­ sen. So können die Luftleitschaufeln bspw. im Sinne von Turbi­ nenschaufeln, Ventilatorblättern od. dgl. ausgebildet sein und in sich gebogene oder verwundene bzw. tördierte Leitflächen aufweisen.

Als besondere Ausgestaltung der Luftleitschaufeln könnten diese im Sinne eines Axialgebläserades oder eines Radialgebläserades angeordnet sein. Ebenso könnten die Luftleitschaufeln auf einer zur Radschüssel gehörenden Nabe angeordnet sein und dabei ein meridianbeschleunigtes Gebläserad bilden, wodurch ein besonders hoher Wirkungsgrad bzw. effektiver Antrieb des Rades erzielt würde.

Nun können die Luftleitschaufeln jeweils auf einer Seite des Rades bzw. der Radschüssel ausgebildet sein. Dabei können Felge und Radschüssel als integrale Bestandteile ausgeführt sein, so daß - im Falle einer integralen Ausgestaltung der Luftleit­ schaufeln - das Rad insgesamt einteilig ausgeführt wäre.

Insbesondere bei größeren Flugzeugen könnten jeweils zwei Räder parallel zueinander einen Verbund im Sinne eines Zwillingsrades bilden. In einem solchen Falle könnten die Luftleitschaufeln in ganz besonders vorteilhafter Weise zwischen den beiden Rädern bzw. deren Radschüsseln angeordnet sein und sich zwischen den Radschüsseln erstrecken. Dabei könnten die Radschüsseln der beiden benachbarten Räder durch die Luftleitschaufeln fest bzw. starr miteinander verbunden sein, so daß die Luftleitschaufeln zwischen den Rädern bzw. Radschüsseln ähnlich der Anordnung ei­ nes Wasserrades od. dgl. ausgerichtet sind.

In materialmäßiger Hinsicht erwähnt, daß die Felge, die Rad­ schüssel und ggf. auch die Luftleitschaufeln aus Aluminium oder Magnesium bzw. aus entsprechenden Legierungen hergestellt sein können. Grundsätzlich ist es auch denkbar, daß das erfindungs­ gemäße Rad im Sinne eines Stoffverbundes hergestellt ist, wobei die Felge aus Kunststoff und die Radschüssel zumindest weitge­ hend aus Metall besteht. Die Felge wäre dann mit der Radschüs­ sel form- und/oder kraft- oder materialschlüssig verbunden. Die Luftleitschaufeln könnten wahlweise aus Kunststoff oder Metall hergestellt sein.

Es gibt nun verschiedene Möglichkeiten, die Lehre der vorlie­ genden Erfindung in vorteilhafter Weise auszugestalten und wei­ terzubilden. Dazu ist einerseits auf die dem Patentanspruch 1 nachgeordneten Ansprüche, andererseits auf die nachfolgende Er­ läuterung zweier Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung zu verweisen. In Verbindung mit der Erläuterung der bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung werden auch im allgemeinen bevorzugten Ausgestaltun­ gen und Weiterbildungen der Lehre erläutert. In der Zeichnung zeigen die Fig. 1 und 2 in jeweils perspektivischer Darstellung, schematisch, zwei Ausführungsbeispiele eines erfindungsgemäßen Rades für ein Flugzeug.

Die Figuren zeigen zwei Ausführungsbeispiele eines erfindungs­ gemäßen Rades für ein Flugzeug, wobei dieses Rad aus einer Felge 1 zur Aufnahme eines Reifens 2 und einer die Felge 1 mit einer in den Figuren nicht gezeigten Radnabe od. dgl. verbindenden Radschüssel 3 ausgestattet ist.

Die Figuren lassen deutlich erkennen, daß der Radschüssel 3 in er­ findungsgemäßer Weise Luftleitschaufeln 4 zugeordnet sind. Diese Luftleitschaufeln 4 könnten ebenso der Felge 1 zugeordnet sein. Die Luftleitschaufeln 4 treten seitlich aus dem von der Felge 1 umgebenen Bereich heraus und sind dabei derart angeord­ net, daß sie für die beim Flug, insbesondere beim Landeanflug, auftretende Luftströmung einen Strömungswiderstand darstellen und so das frei drehbare Rad durch die Luftströmung in Fahrtrichtung antreibbar ist.

Wenngleich die Luftleitschaufeln 4 in besonders vorteilhafter Weise an der Radschüssel 3 in axialer Richtung aus dem von der Felge umgebenen Bereich seitlich heraus schwenkbar angeordnet sein können, sind die Luftleitschaufeln 4 bei den hier gewähl­ ten Ausführungsbeispielen starr angeordnet und erstrecken sich dabei von der Radschüssel 3 aus aus dem von der Felge 1 umgebe­ nen Bereich heraus. Dabei verlaufen die Luftleitschaufeln 4 im wesentlichen axial und weisen tordierte Leitflächen 5 auf. Eine Ausgestaltung im Sinne eines Axialgebläserades, eines Ra­ dialgebläserades oder im Sinne eines meridianbeschleunigten Ge­ bläserades ist ohne weiteres ebenso denkbar.

Bei den hier gewählten Ausführungsbeispielen sind die Luftleit­ schaufeln 4 ausschließlich auf einer Seite des Rades bzw. der Radschüssel 3 ausgebildet. Eine beidseitige Anordnung der Luft­ leitschaufeln ist ebenfalls denkbar. Ebenso könnten zwei Räder im Sinne eines Zwillingsrades einander zugeordnet sein, so daß die Luftleitschaufeln in besonders vorteilhafter Weise sich zwischen den Rädern erstrecken könnten und dabei die Räder bzw. die Radschüsseln fest miteinander verbinden.

Bei den hier gewählten Ausführungsbeispielen sind die Felge 1, die Radschüssel 3 und die Luftleitschaufeln 4 als integrale Be­ standteile - einteilig - ausgeführt und bestehen aus Aluminium bzw. aus einer Aluminiumlegierung.

Abschließend sei darauf hingewiesen, daß der Kern der vorlie­ genden Erfindung - Antrieb eines Rades für ein Flugzeug durch die beim Landen auftretende Luftströmung - auch bei sonstwie ausgestalteten Rädern realisiert werden kann. Die voranstehend lediglich exemplarisch gewählten Ausführungsbeispiele sollen die erfindungsgemäße Lehre verdeutlichen, jedoch keineswegs auf die Ausführungsbeispiele einschränken.

Claims (18)

1. Rad für ein Flugzeug, mit einer Felge (1) zur Aufnahme ei­ nes Reifens (2) und einer die Felge (1) mit einer Radnabe oder dgl. verbindenden Radschüssel (3), dadurch gekennzeichnet, daß der Felge (1) und/oder Radschüssel (3) Luftleitschaufeln (4) zugeordnet sind, daß die Luftleitschaufeln (4) seitlich aus dem von der Felge (1) umgebenen Bereich heraustreten und dabei derart angeordnet sind, daß sie für die beim Flug, insbesondere beim Landeanflug, auftretende Luftströmung einen Strömungswiderstand darstellen und so das frei drehbare Rad durch die Luftströmung in Fahrtrichtung durch die Luftströmung antreibbar ist.

2. Rad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Luft­ leitschaufeln (4) an der Radschüssel (3) in axialer Richtung, d. h. aus dem von der Felge (1) umgebenen Bereich seitlich her­ aus, schwenkbar angeordnet sind.

3. Rad nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Luft­ leitschaufeln (4) über eine Hydraulikeinrichtung betätigbar, d. h. in ihre Arbeitsstellung verbringbar, sind.

4. Rad nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Luft­ leitschaufeln (4) über eine Pneumatikeinrichtung betätigbar, d. h. in ihre Arbeitsstellung verbringbar, sind.

5. Rad nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Luft­ leitschaufeln (4) über eine mechanische Einrichtung, ggf. unter Zwischenschaltung eines Getriebes, betätigbar, d. h. in ihre Ar­ beitsstellung Verbringbar, sind.

6. Rad nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeich­ net, daß sich die Luftleitschaufeln (4) von der Radschüssel (3) bzw. aus dem von der Felge (1) umgebenen Bereich heraus in starrer Anordnung erstrecken.

7. Rad nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Luft­ leitschaufeln (4) an einem als isoliertes Bauteil ausgeführten Radschüsselaufsatz ausgebildet sind.

8. Rad nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Luft­ leitschaufeln (4) integrale Bestandteile der Radschüssel (3) sind.

9. Rad nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeich­ net, daß sich die Luftleitschaufeln (4) im wesentlichen axial aus dem von der Felge (1) umgebenen Bereich heraus erstrecken.

10. Rad nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeich­ net, daß die Luftleitschaufeln (4) tordierte Leitflächen (5) aufweisen.

11. Rad nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Luftleitschaufeln (4) im Sinne eines Axialge­ bläserades angeordnet sind.

12. Rad nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Luftleitschaufeln (4) im Sinne eines Radial­ gebläserades angeordnet sind.

13. Rad nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Luftleitschaufeln (4) auf einer zur Radschüs­ sel (3) gehörenden Nabe angeordnet sind und dabei ein meridian­ beschleunigtes Gebläserade bilden.

14. Rad nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeich­ net, daß die Luftleitschaufeln (4) beidseitig der Radschüssel (3) ausgebildet sind.

15. Rad nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeich­ net, daß die Felge (1) und die Radschüssel (3) als integrale Bestandteile ausgeführt sind.

16. Rad nach einem der Ansprüche 1 bis 15, wobei zwei Räder parallel zueinander einen Verbund im Sinne eines Zwillingsrades bilden, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Luftleitschaufeln (4) zwischen den beiden Rädern bzw. deren Radschüsseln (3) er­ strecken.

17. Rad nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Rad­ schüsseln (3) der beiden Räder durch die Luftleitschaufeln (4) fest bzw. starr miteinander verbunden sind.

18. Rad nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Felge (1), die Radschüssel (3) und ggf. auch die Luftleitschaufeln (4) aus Aluminium oder Magnesium bzw. aus entsprechenden Legierungen hergestellt sind.