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Gebiet der
Erfindung
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Die vorliegende Erfindung bezieht
sich allgemein auf elastomere Halterungen und Systeme, die dieselben
einsetzen zum Aufhängen
einer Maschine und im besonderen auf ein Aufhängesystem zum Aufhängen und
Isolieren einer Zusatzleistungseinheit relativ an einem Flugzeugrumpf.
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Hintergrund
der Erfindung
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Eine Zusatzleistungseinheit (APU)
stellt eine Zusatzleistung bereit für verschiedene Einbauten in einem
Flugzeug (z. B. Licht usw.) und wird üblicherweise aufgehängt mittels
einer Mehrzahl starrer Hebel, die befestigt sind zwischen der Rumpfdecke
und der APU. Bei herkömmlichen
Systemen wird die Vibrationsübertragung
in die Hebel hinein minimiert, indem man die starren Hebel direkt
an den Vibrationsisolatoren befestigt, die sich an der APU befinden und
dort befestigt sind (siehe 1a).
Mehrere Hebel sind im allgemeinen an mehreren Isolatoren befestigt.
Beispielsweise sind bei einem herkömmlichen System sieben Hebel
an nur drei Isolatoren angeschlossen. Zwei Hebel sind verbunden
mit dem ersten und dem zweiten Isolator, während drei Hebel an dem dritten
befestigt sind. Es ist herauszustellen, dass bei diesen Systemen
die Isolatoren an heißen Stellen
des Motors platziert sind, so dass dementsprechend die Isolatoren
aus Materialien hergestellt werden müssen, die den sehr hohen Temperaturen zu
widerstehen vermögen.
Darüber
hinaus umfassen herkömmliche
Hebelelemente mechanische Stangenenden mit Kugellagern, um Schwenkbewegungen zu
ermöglichen,
wobei derartige mechanische Stangenendenlager einer Abnutzung und
einem Reibungsverschleiß unterliegen
und Klapperräume
bilden, die unerwünschte
Vibrationen in dem Flugzeugrumpfaufbau übertragen können.
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Ein Beispiel eines herkömmlichen
APU-Aufhängesystems
ist in 1a dargestellt
und trägt
eine APU-22 (von welcher nur ein Teil wiedergegeben ist) von mehreren
starren Hebelanordnungen 10 (nur zwei von sieben Hebeln
sind dargestellt), die mehrere im Abstand voneinander angeordnete
Zughaken 11a, welche sich in der Nähe der Decke des Flugzeugrumpfaufbaues 24 befinden,
halten. Mehrere starre metallische sphärische Stabendungselemente 12a, 12b mit
Rechts- bzw. Linksgewinde sind an jedem Ende einer jeden Hebelanordnung 10 vorgesehen. Derartige
starre metallische sphärische
Stabenden schließen
ein Stahlgehäuse
ein sowie eine sphärische
Metallkugel und können
ein Lager mit niedriger Reibung einschließen etwa hergestellt aus einem starren
Material mit niedriger Reibung wie etwa Phosphorbronze oder Nyloy.
In einer ähnlichen
Weise halten die Hebelanordnungen 10 mehrere Isolatoren 13 (von
denen nur drei dargestellt sind), welche sich an der APU-22 befinden über metallische
sphärische
Stabenden 12b, die an Zughakenelementen 11b befestigt
sind, welche sich von dem Isolatorgehäuse 18 ausgehend erstrecken.
Diese Isolatoren 13 umfassen ein Gehäuse 18, in welchem
eine Tasche ausgebildet ist zur Aufnahme des gebundenen inneren
Elementes 14, hergestellt aus einem Fluorsilikonmaterial,
wie dies am deutlichsten gezeigt ist im Querschnitt in 1b.
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Das gebundene innere Element 14 umfasst einen
Konusbolzen 16 mit einem sich verjüngenden Abschnitt 17a,
welcher in einem ähnlichen
sich verjüngenden
Abschnitt 17b aufgenommen ist, welcher in einer Maschinenhalterungsklammer 15 ausgebildet
ist. Entsprechend der Darstellung in 1b umfasst
das gebundene innere Element 14 obere und untere elastomere
Beilagen 19a, 19b in einem Abstand oberhalb und
unterhalb eines Flansches 19c, der an dem starren inneren
Element 19d ausgebildet ist. Diese herkömmlichen elastomeren Isolatoren 13 neigen
dazu, voluminös,
schwer und teuer zu sein, wodurch sie zu einem System führen, welches
im Ergebnis komplex, schwer und teuer ist. Sollte darüber hinaus
irgendeiner der Hebel 10 einen Resonanzzustand innerhalb
des Betriebsfrequenzbereiches der APU besitzen, ist es schwierig,
diesen zu adressieren, ohne die übrigen
Elemente des Systems merklich zu beeinflussen. Mit anderen Worten kann
die Resonanz nur adressiert werden durch die Änderung der Steifigkeit/des
Dämpfens
der elastomeren Beilagen 19a, 19b. Somit kann
ein Adressieren der Resonanz die Steifigkeit ändern, die merklich die dynamischen
Eigenschaften des Gesamtsystems beeinflusst. Darüber hinaus sind die Isolatoren
solcher herkömmlicher
Systeme intensiver Hitze und Öl,
Brennstoffen und anderen nachteiligen Fluiden ausgesetzt. Dementsprechend
ist wegen der Aussetzung gegenüber
Hitze und Fluid der Einsatz unerwünschter Fluorsilikonmaterialien
hier erforderlich.
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Anstrengungen zur Montage von Flugzeugmotoren
mit Hebeln
11a,
11b finden sich in der
US-PS 3 727 862 (Kaufold
et al). Kaufold stellt jedoch einen ziemlich steifen Vibrationsweg
bereit in die Struktur hinein für
vertikal orientierte Vibrationen. Darüber hinaus sind die Federelemente
als Torsionsstangen
7a,
7b ausgestaltet und stellen
dementsprechend kein signifikantes Dämpfungsniveau bereit. Darüber hinaus
lässt sich
das System nicht leicht abstimmen. Andere Motoreinbausysteme mit
irgendeiner Form von Hebeln finden sich in der
US-PS 4 717 094 (Chee) mit dem Titel "Aircraft Engine Mount
System With Vibration Isolators",
der
US-PS 3 836 100 (Von
Hardenberg et al) mit dem Titel "Engine
Mounting Arrangement",
der
US-PS 4 805 851 (Herbst)
mit dem Titel "Turbine
Engine Mounting Bracket Assembly" und
der
US-PS 5 108 045 (Law
et al.) mit dem Titel "Engine
Mounting Assembly".
Die Veröffentlichung
von A. B. Davey und A. R. Payne mit dem Titel "Rubber In Engineering Practice" lehrt in
5.14(a) ein fokalisiertes
Aufhängesystem
mit einer Mehrzahl von schwenkbaren Halterungen, die angebracht
sind zwischen der Motorklammer und dem Aufbau. Dieses System neigt
dazu, voluminös
zu sein, und die Isolatoren sind nach wie vor erhöhten Temperaturen ausgesetzt.
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Die
US-PS
3 863 100 beschreibt ein Aufhängesystem, welches einen Motor
trägt mit
einer Mehrzahl von Hebeln, die sich von dem Motor in Richtung auf
den Aufbau erstrecken. Jeder dieser Hebel umfasst ein inneres Ende
angrenzend an den Motor und ein äußeres Ende
angrenzend an den Aufbau. Das System umfasst darüber hinaus eine Mehrzahl äußerer Isolatoren,
die an den Hebeln befestigt sind, eine Klammer zum Verbinden der äußeren Isolatoren
mit dem Aufbau und eine Einrichtung einschließlich eines Stabendes zum Anschluss
der Hebel an den Motor. Das System umfasst jedoch nicht ein elastomeres
Stabende mit einem Elastomerlager.
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Dementsprechend ergibt sich eine
Notwendigkeit hinsichtlich eines Systems zum Aufhängen und
Isolieren eines Motors wie etwa einer APU an einem Aufbau wie etwa
einem Flugzeugrumpf, welches kosteneffektiv ist, ein geringes Gewicht
besitzt, sich leicht abstimmen lässt
und sich durch eine längere
Lebensdauer auszeichnet.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Im Hinblick auf die obige Diskussion
liegt ein Aspekt der vorliegenden Erfindung darin, ein Aufhängesystem
zum Halten eines Triebwerks relativ zu einer Struktur bereitzustellen
mit einer Mehrzahl von Hebeln (Streben), welche sich von dem Triebwerk
in Richtung auf den Aufbau erstrecken, wobei jeder der Hebel ein
inneres und ein äußeres Ende
aufweist, eine Mehrzahl von äußeren Isolatoren
an den äußeren Enden
befestigt sind, eine Einrichtung mit einer Klammer zum Verbinden
der äußeren Isolatoren
mit dem Aufbau vorgesehen ist und eine Einrichtung bereitgestellt
ist mit einem Stabende für
den Anschluss der Mehrzahl der Hebel an das Triebwerk. Indem man
die Isolatoren außen
an den Hebeln platziert, kann jeder Hebel unabhängig abgestimmt werden und
setzt den Isolator einer reduzierten Temperaturposition aus, an
welcher härtere
Materialien und solche mit besseren dynamischen Eigenschaften eingesetzt
werden können.
Da darüber
hinaus die äußeren Isolatoren
in einem geringeren Ausmaß dem
Fluid ausgesetzt sind, können
weniger fluidsparende, jedoch inhärent härtere Materialien eingesetzt
werden.
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Mindestens eines und, stärker bevorzugt, alle
Stabenden besitzen eine elastomere Schicht (ein elastomeres Stabende),
welches vorzugsweise gebunden ist an eine äußere Oberfläche eines inneren Elementes,
welches einen gebundenen Einschub bildet. Der gebundene Einschub
wird vorzugsweise in einem Gehäuse
aufgenommen, in welchem eine Tasche ausgebildet ist und vorzugsweise
ungebunden in dem Gehäuse
ist, wodurch eine substantielle Schwenkbewegung möglich ist,
jedoch nach wie vor eine elastomere Diskontinuität bereitgestellt wird.
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Vorzugsweise umfasst mindestens einer
und stärker
bevorzugt alle aus der Mehrzahl der äußeren Isolatoren ein Elastomeres.
Das Elastomer umfasst vorzugsweise einen schichtweisen Teil, welcher hauptsächlich in
einer Kompression vorbelastet ist durch ein Gewicht des Triebwerks
und einen integralen umlaufenden Teil, welcher sich axial hiervon
ausgehend erstreckt. Vorzugsweise umfasst mindestens einer und stärker bevorzugt
alle Außenisolatoren
einander gegenüberliegende
identische Elastomerhalterungen. Ein Bolzen kann aufgenommen werden durch
eine Bohrung, die in mindestens einer der Halterungen ausgebildet
ist, welcher in ähnlicher
Weise in ein äußeres Ende
mindestens eines der Hebel eingeschraubt ist. Am stärksten bevorzugt
umfasst mindestens einer der einander gegenüberliegenden Halterungen ein
starres Element, welches einen sich radial erstreckenden Teil aufweist
sowie einen zylindrischen Teil.
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Die Einrichtung zum Anschluss der
mehreren Hebel an das Triebwerk kann eine Mehrzahl von Klammern
umfassen sowie eine Mehrzahl getrennter Zughakenelemente, von denen
jeder vorzugsweise an jeder Klammer befestigt ist.
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Die Einrichtung zum Anschluss der
Hebel an das Triebwerk kann eine Klammer umfassen, die ausgebildet
ist für
eine Befestigung an dem Triebwerk, sowie ein Zughakenelement, welches
an der Klammer gehalten ist, wobei das Stabende durch das Zughakenelement
aufgenommen ist für
eine Verbindung der individuellen Hebelanordnungen mit dem Triebwerk.
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Das Aufhängesystem gemäß der vorliegenden
Erfindung überwindet
die Nachteile der zuvor beschriebenen Systeme. Im einzelnen gestattet
das System eine Abstimmung einer jeden Hebelanordnung individuell
ohne signifikant oder nachteilig die Leistung des Gesamtsystems
zu beeinflussen. Dieses abstimmbare Merkmal gestattet einen Wechsel in
Abhängigkeit
der Frequenzen der Hebel weg von den Hauptbetriebsfrequenzen. Darüber hinaus
können,
falls erwünscht,
dynamische Änderungen
des Gesamtsystems leicht erreicht werden. Darüber hinaus gestattet das System
den Einsatz einer einfachen und gemeinsamen Isolatorkonfiguration,
die in einem maximalen Abstand von dem Triebwerk positioniert ist,
so dass das Aussetzen gegenüber
Hitze und aggressiven Fluiden minimiert wird. Der Zusatz eines elastomeren
Stabendes gestattet eine zusätzliche
Elastomerdiskontinuität im
Vibrationsweg. Darüber
hinaus bietet das System ein niedrigeres Gewicht und Kosten, wie
auch die Leichtigkeit des Auswechselns der Isolatoranordnungen ohne
die Notwendigkeit, das Triebwerk abzustützen. Das Aufhängesystem
gemäß der vorliegenden
Erfindung ist besonders geeignet für die Aufhängung eines APU-Systems eines Flugzeuges.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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Die begleitenden Zeichnungen werden
eingeschlossen und bilden einen Teil der Beschreibung. Sie illustrieren
Ausführungsformen
der Erfindung und dienen zusammen mit der Beschreibung der Erläuterung
der Prinzipien der Erfindung.
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1a ist
eine Seitenansicht eines Teils eines herkömmlichen APU-Aufhängesystems;
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1b ist
eine Querschnittsseitenansicht des gebundenen inneren Elements bei
dem herkömmlichen
APU-Aufhängesystem
gemäß 1a;
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2a ist
eine perspektivische Darstellung eines Vierpunkt-Aufhängesystems
gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung, wobei das Triebwerk und der Aufbau aus
Gründen
der Klarheit entfernt wurden;
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2b ist
eine perspektivische Darstellung eines Dreipunkt-Aufhängesystems
gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung, wobei das Triebwerk und der Aufbau aus
Gründen
der Klarheit entfernt wurden;
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3 ist
eine Seitenansicht des äußeren Isolators;
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4 ist
eine Seitenansicht des inneren elastomeren Stabendes, welches in
Verbindung steht mit dem Zughaken und der Klammer;
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5 ist
eine Seitenansicht des inneren elastomeren Stabendes;
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6 ist
eine Vorderansicht des inneren elastomeren Stabendes;
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7a ist
eine Seitenansicht des gebundenen inneren Elementes des elastomeren
Stabendes;
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7b ist
eine Querschnittsseitenansicht des gebundenen inneren Elementes
der 7a entlang der Linie
7b-7b;
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8 ist
eine Seitenansicht einer Hebelanordnung;
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9 ist
eine Seitenansicht des äußeren Isolators;
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10 ist
die Draufsicht auf den äußeren Isolator
gemäß 9;
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11 ist
eine Querschnittsseitenansicht einer ersten Ausführungsform der Aufhängung, die
bei dem äußeren Isolator
zum Einsatz kommt;
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12 ist
eine Querschnittsseitenansicht einer zweiten Ausführungsform
der Aufhängung,
die bei dem äußeren Isolator
zum Einsatz kommt;
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13 ist
die Draufsicht auf eine Triebwerkshalteklammer;
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14 ist
eine Vorderansicht der Triebwerkshalteklammer gemäß 13;
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15 ist
eine Vorderansicht eines einfachen Hebelzughakenelementes;
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16 ist
eine Seitenansicht des einfachen Hebelzughakenelementes gemäß 15;
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17 ist
eine Vorderansicht eines Doppelhebelzughakenelementes;
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18 ist
eine Seitenansicht des Doppelhebelzughakenelementes gemäß 17;
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19 ist
eine Vorderansicht eines Dreifachhebelzughakenelementes;
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20 ist
eine Seitenansicht des Dreifachhebelzughakenelementes gemäß 19;
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21 ist
eine Vorderansicht einer weiteren Ausführungsform der Triebwerkhalteklammer;
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22 ist
eine Seitenansicht der Triebwerkhalteklammer gemäß 21;
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23 ist
eine Vorderansicht eines weiteren Doppelhebelzughakenelementes;
und
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24 ist
die Draufsicht auf das Doppelhebelzughakenelement gemäß 23.
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DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend mehr
ins Einzelne gehend beschrieben unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen,
wobei bevorzugte Ausführungsformen
der Erfindung wiedergegeben sind. Die Erfindung kann jedoch viele
unterschiedliche Formen einnehmen und sollte nicht angesehen werden
als beschränkt
auf die hier beschriebenen Ausführungsformen.
Vielmehr sind diese Ausführungsformen
vorgesehen zum besseren und vollständigen Verständnis und
bilden nur den Rahmen der Erfindung für die Sachverständigen auf
diesem Gebiet. Gleiche Bezugsziffern beziehen sich durchgängig auf
gleiche Elemente.
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Unter Bezugnahme auf die 2a und 3–4 wird ein Aufhängesystem 20 gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung erläutert.
Das System 20 umfasst eine APU oder ein Triebwerk 22, welches
aufgehängt
ist und isoliert ist relativ zu einem Rundaufbau 24. In 2a ist ein Vierpunkt-Aufhängesystem
dargestellt, wobei das Triebwerk und der Rumpfaufbau aus Gründen der
Klarheit entfernt sind. Gemäß der Erfindung
umfasst das Aufhängesystem 20 eine
Mehrzahl starrer Hebelanordnungen 26, die sich nach außen erstrecken
und vorzugsweise allgemein nach oben von dem Triebwerk 22 ausgehend
in Richtung auf den Aufbau 24. Jede der Mehrzahl der Hebelanordnungen 26 umfasst
ein inneres Ende 28 angrenzend an das Triebwerk 22 sowie
ein äußeres Ende 30 angrenzend
an den Aufbau 24, wie dies am deutlichsten in 2a dargestellt ist.
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Eine Mehrzahl von äußeren Isolatoren 42 ist an
den äußeren Enden 30 einer
jeden der Hebelanordnungen 26 angeordnet. Die Mehrzahl
der äußeren Isolatoren 32 stellt
eine Verbindung zu dem Aufbau 24 über entsprechende Elemente
dar, wie sie etwa als obere Klammer 27 wiedergegeben ist.
Die Klammer 27 kann ein Teil des Rumpfaufbaues 24 sein,
wobei getrennte Klammern zugefügt
sind oder ein Teil einer Unterstruktur bilden, die selbst mit dem Aufbau 24 verbunden
ist. Elastomere Stabenden 34 umfassen vorzugsweise Merkmale
zur Verbindung der Mehrzahl der Hebelanordnungen 26 mit
dem Triebwerk 22 an den inneren Enden 28. Zumindest ein
elastomeres Stabende 34 in dem System 20 umfasst
eine elastomere Schicht 36 (7b).
Alle Stabenden 34 können
eine elastomere Schicht aufweisen. Der bevorzugte Aufbau des elastomeren
Stabendes 34 wird im größeren Detail
unter Bezugnahme auf die 5–7a nachfolgend beschrieben.
Jede der Hebelanordnungen 25a–25g umfasst einen schlanken,
stabförmigen
Hebel 26, einen äußeren Isolator 32 mit
einander gegenüberliegenden
Halterungen 40U, 40L sowie ein elastomeres Stabende 34.
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Unter Bezugnahme auf die 3 und 9–12 besitzen bei dem Aufhängesystem 20 mindestens
einer der äußeren Isolatoren
und vorzugsweise alle äußeren Isolato ren 32 ebenfalls
ein Elastomeres 44. Darüber
hinaus besitzen mindestens einer der Mehrzahl der äußeren Isolatoren 32 und
vorzugsweise alle einander gegenüberliegende
Halterungen 40U, 40L. Verschiedene bevorzugte
Ausführungsformen
derartiger Halterungen sind in den 11 und 12 illustriert. Die einander
gegenüberliegenden
Halterungen 40U, 40L sind bevorzugt identische
mittelgebundene Halterungen und umfassen darüber hinaus einen schichtweisen
Teil 50 sowie einen umlaufenden Teil 52. Der schichtweise
Teil 50 ist hauptsächlich
druckbelastet durch das Gewicht des Triebwerkes 22 und der
umlaufende Teil 22 erstreckt sich axial von dem schichtweisen
Teil 50 ausgehend und ist vorzugsweise hiermit integral
ausgebildet. Der umlaufende Teil 52 positioniert die Halterung
relativ zu der oberen Klammer 27 und nimmt außerdem jede
Radialbelastung auf.
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Vorzugsweise sind mindestens eine
der Halterungen 40U, 40L und vorzugsweise alle
Halterungen aus einem Silikonelastomermaterial oder einem ähnlichen
geeigneten hochtemperaturfesten, leicht gedämpften, flexiblen Material
hergestellt. Das Dämpfungsniveau
des Elastomeren liegt vorzugsweise bei einem Verlustfaktor von etwa
0,1. Beispielsweise und nicht als Beschränkung einzusehen, liegen die
statischen Federkennzahlen der Isolatoren in Axialrichtung zwischen
etwa 2627 N/mm (15.000 Pfd./Zoll) und 26.270 N/mm (150.000 Pfd./Zoll)
und stärker
bevorzugt 21.000 N/mm (120.000 Pfd./Zoll) und in der Radialrichtung
zwischen etwa 1750 N/mm (10.000 Pfd./Zoll) und 17.500 N/mm (100.000 Pfd./Zoll)
und stärker
bevorzugt etwa 8750 N/mm (50.000 Pfd./Zoll). Das starre Element 42 der
Halterungen gemäß 11 und 12 ist vorzugsweise Titan oder Edelstahl.
Die Steifigkeit und/oder das Dämpfungsniveau
eines jeden individuellen Isolators 32 kann geändert werden,
um die Systemcharakteristika dynamisch abzustimmen.
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Ein Bolzen 41 wird von der
Bohrung 43 aufgenommen, die in einer und vorzugsweise beiden Halterungen 40U, 40L ausgebildet
ist, und der Bolzen 41 ist in gleicher Weise in dem Gewindeteil 45b (8) des äußeren Endes 30 mindestens
einer der Mehrzahl der Hebelanordnungen (26) eingeschraubt. Eine
Sicherungsmutter 23c auf dem Bolzen 41 verhindert
ein Lösen
des Bolzens 41. Eine obere Mutter 23a zusammen
mit einer Schulter 23b des Bolzens 41 sichert
die Anordnung 25b an der oberen Klammer 27 und
drückt
die untere Halterung 40L zusammen zwischen der Schulter 23b,
die an dem Bolzen 41 ausgebildet ist und der Klammer 27,
sowie die obere Halterung 40U zwischen der Mutter 23a und der
Klammer 27.
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Bevorzugt umfasst mindestens eine
und stärker
bevorzugt alle einander gegenüberliegenden Halterungen 40U, 40L ein
starres Stützelement 42. Das
starre Element besitzt vorzugsweise einen sich radial erstreckenden
Scheibenteil 46 sowie einen zylindrischen Rohrteil 48,
der angrenzend hieran ausgebildet ist und sich axial hiervon ausgehend
erstreckt. Alternativ kann das starre Element 42 gebildet
sein aus zwei getrennten Teilen, entsprechend der Darstellung in 12, wobei der sich radial
erstreckende Teil 46 eine scheibenförmig ausgebildete Beilage ist
und der zylindrische Teil 48 ein hohler Zylinder. Vorzugsweise
umfassen die Halterungen 40U, 40L einen schichtweisen
elastomeren Teil 50 angrenzend an den sich radial erstreckenden
Teil 46 und einen umlaufenden Teil 52 angrenzend
an den zylindrischen Teil 48, wobei der schichtweise Teil 50 integral mit
dem umlaufenden Teil 52 ausgebildet ist.
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Bei beiden Ausführungsformen nach 11 und nach 12 ist der umlaufende Ringteil 52 vorzugsweise
gebunden an den zylindrischen Teil 48 über ein geeignetes Bindeverfahren,
welches dem Sachverständigen
auf diesem Gebiet geläufig
ist. Bei der Ausführungsform
gemäß 11 ist der schichtweise
Teil 50 gebunden an dem sich radial erstreckenden Teil 46,
während
bei der Ausführungsform gemäß 12 der sich radial erstreckende
Teil 48 ungebunden ist an dem schichtweisen Teil 50 und
der sich radial erstreckende Teil 46 umfasst eine getrennte
flache Scheibe. Die Bohrung 43 nimmt den Bolzen 41 auf
(9). Vorzugsweise ist
das Elastomere, welches für
die Halterungen 40U, 40L eingesetzt ist, Silikon
oder ein ähnliches
hochtemperaturfestes Material.
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Wie am besten aus den 2a und 4 ersichtlich ist, besitzt die Maßnahme zur
Verbindung der Mehrzahl der Hebel 26 mit dem Triebwerk 22 am inneren
Ende 28 vorzugsweise eine Mehrzahl von Klammern 54a–56b für die Befestigung
am Triebwerk und eine Mehrzahl getrennter Zughakenelemente 56a–56c,
von denen jeder an jeder der Klammern 54a–54b befestigt
ist. Wie dies am besten aus 4 ersichtlich
ist, sind die Klammern 54a vorzugsweise an dem Triebwerk über Triebwerksbolzen 55 befestigt. Ähnliche
Bolzen halten die Klammern 54b. Die Zughakenelemente wie
das dargestellte Element 54c, umfassen einen oder mehrere
Zughaken (beispielsweise Zughaken 62a, 62b, 62c)
und einen konischen Führungszapfen 58.
In dieser Figur ist ein Dreihebel-Zughakenelement dargestellt. Es
kann jedoch auch wie aus 2a ersichtlich
ist, ein einfaches 54a und ein doppeltes 54b Zughakenelement ebenfalls
in dem System 20 eingesetzt werden.
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Um die Klammer 54c mit dem
Zughakenelement 56c zu verbinden, ist ein Bolzen 64 eingesteckt durch
eine Bohrung 68 in dem Zughakenelement 56c durch
eine Bohrung 63 in der Klammer 54d und eine Mutter 66 ist
aufgeschraubt. Dies zieht den konischen Führungszapfen 58 in
eine ähnlich
konische Ausnehmung 70, womit das Zughakenelement 56c mit
der Klammer 54a verbunden wird. Die elastomeren Stabenden 34 sind
mit der Hebelanordnung 26 verbunden durch das Einschrauben
des Gewindeschaftes 54a in das Gewindeende 45b der
Hebelanordnung 26. Eine Sicherungsmutter 23c' verhindert ein
Lösen des
elastomeren Stabendes 34. Ein Durchgangsbolzen 69b und
eine (nicht dargestellte) Mutter halten das (nicht dargestellte)
innere Element des elastomeren Stabendes 34 an dem Zughaken 62c. Eine ähnliche
Halteeinrichtung kann für
alle elastomeren Stabenden 34 eingesetzt werden.
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Unter Bezugnahme auf die 5–7b wird das
bevorzugte elastomere Stabende 34 erläutert. Das elastomere Stabende 34 umfasst
ein starres Gehäuse 35 mit
einer vorzugsweise sphärischen
Tasche 39, die in einem Kopfteil 29 ausgebildet
ist, und ein Gewindeschaft 45a ist vorgesehen für den Eingriff in ähnliche
Gewindeteile 45b des inneren Endes 28 der Hebelanordnung 26 (8). Ein gebundener Einschub 31 mit
einem starren inneren Element 38 ist drehbar in der Tasche 39 aufgenommen,
um somit eine Schwenkbewegung zu ermöglichen zwischen dem Gehäuse 35 und
dem Einschub 31. Das Gehäuse 35 ist vorzugsweise
aus Edelstahl oder Titan hergestellt und das innere Element 38 ist
vorzugsweise Aluminium. Der Einschub 31 umfasst eine dünne Elastomerschicht
36, um eine elastomere Diskontinuität bereitzustellen.
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Diese Diskontinuität wirkt
als eine zusätzliche
Barriere hinsichtlich der Schallübertragung
durch die Hebel. Beispielsweise und nicht als Einschränkung anzusehen,
besitzt das elastomere Stabende vorzugsweise eine sehr hohe Federkonstante von etwa
87.000 bis 348.000 N/mm (500.000–2.000.000 Pfd./Zoll). Das
für die
Elastomerschicht 36 eingesetzte Material ist vorzugsweise
ein synthetisches Elastomeres, wie etwa ein Epichlorhydrinelastomeres
mit einem statischen Schermodul von zwischen etwa 172,4 × 104 N/mm2–517,1 × 104 N/mm2 (250–750 Psi) und
stärker
bevorzugt etwa 344,6 × 104 N/mm2 (500 Psi)
sowie eine Dicke von etwa 0,76–1,27
mm (0,03–0,05
Zoll) und stärker
bevorzugt etwa 1,02 mm (0,04 Zoll). Die dünne Schicht 36 ist
gebunden an die vorzugsweise sphärische äußere Oberfläche 37 des inneren
Elementes 38 über
herkömmliche
Maßnahmen.
Es ist zu bemerken, dass die elastomere Schicht 36 vorzugsweise
ungebunden ist an die Tasche 39 des Gehäuses 35. Ein Molycoat-Schmiermittel
(Trockenfilmschmiermittel) kommt vorzugsweise zum Einsatz an der
Tasche 39, um die Montage zu unterstützen. Die gebundene Einschubanordnung 31 ist
bevorzugt getrennt gebunden und dann in die Tasche 39 in
dem Gehäuse 35 eingeführt durch
die endseitige Drehung und das Einstecken durch lokalisierte Fenster 47,
die in dem Kopf 29 ausgebildet sind, und dann ein Drehen
des gebundenen Einschubs 31 an seinen Ort. Die äußere Dimension
des gebundenen Einschubes 31 ist vorzugsweise ein Preßsitz mit
der Tasche 39. Dies gestattet kein Spiel am elastomeren
Stabende 34, während
nach wie vor die Tasche 39 und die äußere Oberfläche 33 des gebundenen
Einschubes 31 relativ zueinander zu gleiten vermögen, wodurch
eine signifikante Fehlausrichtungsfähigkeit bereitgestellt wird,
jedoch Abnutzen, Reibungsverschleiß und Vibration am Verbindungspunkt,
wie sie bei herkömmlichen
Systemen auftraten, minimiert werden.
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Alternativ können das Gehäuse 35 und
das innere Element 38 in einer Form platziert werden und das
Elastomere kann in die Tasche 39 transferiert und injiziert
werden unter Druck, wobei nur die äußere Oberfläche 37 des inneren
Elementes 38 ein Bindungsklebemittel trägt, während die Tasche 39 frei von
Klebemittel ist. Dies führt
auch dazu, dass die elastomere Schicht 36 unverbunden mit
der Tasche 39 und allgemein vorkomprimiert ist. Vorzugsweise ist
das Ausmaß der
Vorkompression zu erhöhen.
Die elastomere Diskontinuität,
die durch die elastomere Schicht 36 gebildet wird, und
die Dämpfung,
die hierdurch bereitgestellt wird, unterstützen die Reduktion der Vibration
und Geräuschübertragung
in die Hebelanordnungen 26. Darüber hinaus können die
Isolatoreinschübe 31 leicht
entfernt werden, um ein Abstimmen der Dynamik des Systems zu ermöglichen über eine Änderung
der Halterungen 40U, 40L, um somit eine Hebelresonanz
zu vermeiden. Darüber
hinaus können
austauschbare Einschübe
mit unterschiedlichen Materialien gebunden werden, die ein stärkeres oder
geringeres Dämpfen
zeigen.
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Die Hebelanordnung 26 ist
am besten in 8 dargestellt
und umfasst einen rohrförmigen Teil 49 mit
Gewindeendkappen 51a, 51b, die hieran angeschweißt sind.
Die äußere Endkappe 51a umfasst
ein Rechtsgewinde, während
die innere Endkappe 51b ein Linksgewinde besitzt. Das Rohr 49 und
die Endkappen 51a, 51b sind vorzugsweise aus Edelstahl
oder Titan hergestellt.
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Die 13 und 14 zeigen eine typische Triebwerksklammer 54a für die Befestigung
an der Außenseite
des Triebwerks 22. Die Klammer 54a umfasst einen
ebenen Flansch 53 mit einer Mehrzahl von Laschen 57,
die eine Mehrzahl von Triebwerksbolzenöffnungen 59 tragen.
Ein vorspringender Teil 61 hängt von dem ebenen Flansch 53 herab
und besitzt die konische Ausnehmung 70, die Durchgangsbohrung 63 und
die Ausrichtungslasche 76. Ein Triebwerksführungszapfen 65 positioniert
die Klammer 54a relativ zu einer ähnlich geformten Bohrung, die
in dem Triebwerksgehäuse
(nicht dargestellt) ausgebildet ist. Die Klammer 54a kann
aus Titan oder Edelstahlmaterial hergestellt sein oder einem anderen
geeigneten starren Material. Die Versetzung der Durchgangsbohrung 63 und
des konischen Teils 70 von dem ebenen Flansch 53 sollte
so hergestellt sein, um die Spielerfordernisse für jedes entsprechende Zughakenelement
zu erfüllen.
Beispielsweise erfordert das Dreifach-Zughakenhelement 56c ein größeres Spiel
an der Klammer 54b als das Doppelelement oder Einzelelement,
wie am deutlichsten wiedergegeben ist in 2a, so dass die Bohrung 63 weiter
von dem ebenen Flansch 53 weg positioniert ist.
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Die 15 und 16 zeigen ein typisches Einzughakenelement 56a mit
einem Körperteil 67a und einem
Zughaken 62a, welcher sich hierzu versetzt erstreckt. Der
Körperteil 67a besitzt
einen konischen Zughaken 58a, eine Bohrung 68a sowie
eine flache Anlageoberfläche 78a.
Querbohrungen 69a sind in dem Zughaken 62a aufgenommen
und nehmen einen Bolzen auf, der beispielsweise das elastomere Stabende 34 (2a) an dem Zughakenelement 56a hält. Ein
Schlitz 71a ist zwischen dem Zughaken 62a ausgebildet
und nimmt den Kopf des elastomeren Sta bendes 34 auf (2a). Die Einzughakenelemente 56a halten
die Hebel 25f und 25g an den Klammern 54a auf
der rechten und linken Rückseite des
Triebwerkes 22. Die äußeren Enden 30 der
Hebel 25f, 25g sind vorzugsweise so orientiert,
dass sie in einem Winkel zueinander stehen. Abflachungen 74a sind
an dem Körper 67a ausgebildet
und stimmen überein
und verhindern die Rotation des Bolzens 64 (4). Dies ermöglicht eine
leichte Einhandinstallation der Mutter 66 (4). Das Einziehen des Bolzens (z. B. 64 in 4) zieht den Konus 58a in
die Ausnehmung 70, wobei die Lasche 76a an der flachen
Auflagefläche 78a anliegt,
um die Ausrichtung sicherzustellen und die Rotationen des Zughakenelementes 56a relativ
zur Klammer 54 zu verhindern. Ähnliche Verriegelungsmaßnahmen
sind vorgesehen an den Klammer-/Zughakenelementanordnungen, die
beschrieben werden unter Bezugnahme auf die 17–20.
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Die 17 und 18 zeigen ein Doppelzughakenelement 56b,
an welchem zwei Hebelanordnungen 25a, 25b gehalten
sind (2a). Diese beiden Hebelanordnungen 25a, 25b sind
vorzugsweise an der vorderen rechten Seite des Triebwerkes 22 gehalten.
Der Aufbau dieses Zughakenelementes 56b und dessen Halterung
an der Klammer 54a ist identisch wie bei dem Einzughakenelement 56a mit
der Ausnahme, dass ein zusätzlicher
Zughaken 62b eingeschlossen ist. Die Hebelanordnungen 25a, 25b sind
in einem Winkel nach vorn und hinten des Zughakenelementes 56b angeordnet,
jedoch ausgerichtet auf eine sich nach vorne und hinten erstreckende Vertikalebene,
die durch die Klammer 54a läuft. In einer ähnlichen
Weise erläutern
die 19 und 20 ein Dreifach-Zughakenelement 56c,
mit welchem drei Hebelanordnungen 25c, 25d und 25e verbunden sind.
Vorzugsweise ist der Dreifach-Zughaken 56c mit der Klammer 54b an
der linken Vorderseite des Triebwerkes 22 befestigt. Der
Aufbau dieses Zughakenelementes 56c und dessen Befestigung
an der Klammer 54b ist identisch wie bei dem Doppelzughakenelement 56b (17, 18) mit der Ausnahme, dass ein zusätzlicher
Zughaken 62c angeschlossen ist. Von den Hebelanordnungen 25c, 25d, 25e ist
die erste 25c in einem Winkel nach vorn, die dritte 25e in einem
Winkel nach hinten und die zweite 25d in einem rechten
Winkel angeordnet, um den Aufbau oberhalb des Schwerpunktes des
Triebwerkes zu halten.
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Die 21 und 22 zeigen einen weiteren Typ
der Triebwerksklammer 54c. Diese Triebwerksklammer 54c würde zum
Einsatz kommen, um die beiden Klammern 54a zu ersetzen,
die auf den Rückseiten
des Triebwerkes montiert sind durch die Montage an der hinteren
Oberseite des Triebwerkes stellvertretend entsprechend der Darstellung
in 2a. Diese Triebwerksklammer 54c umfasst
einen ebenen Flansch 53c mit einem konischen Bolzenteil 72c, welcher
sich hiervon ausgehend erstreckt. Der konische Bolzenteil 72c besitzt
einen konischen Führungszapfen 58c und
einen Gewindeteil 73c. Der ebene Flansch 53c besitzt
eine Mehrzahl von Laschen 57c mit Löchern 59c für die Befestigung
auf der Oberseite des Triebwerkes.
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Die 23 und 24 zeigen das Doppelhebelzughakenelement 56d (2b), welches zum Einsatz
kommt mit der Klammer 54c der 21 und 22. Die
hinteren Hebelanordnungen 25h und 25j des Dreipunkt-Aufhängesystems,
wie es in 2b dargestellt
ist, sind in den Zughaken 62d und 62e des Zughakenelementes 56d über Bolzen
gehalten. In 2b gehen
die äußeren Enden
der Hebelanordnungen 25h und 25j auseinander und
sind an dem Aufbau befestigt (nicht dargestellt). Die Orientierung der
anderen Hebelanordnungen 25a–25e sind die gleichen
wie bei der Ausführungsform
gemäß 2a. Wie bei den zuvor beschriebenen
Zughakenanordnungen und Klammern übergreift die konische Ausnehmung 70d den
konischen Führungszapfen 58c (21) und wird an Ort und
Stelle gehalten, wobei eine Mutter auf dem Gewindeteil 73c aufgeschraubt
ist. Um eine Drehung zwischen dem Zughakenelement 56d und
der Klammer 54c zu verhindern, greift ein Stift 80d in
den ausgeschnittenen Bereich 82c des Flansches 53c ein.
Vorzugsweise können die
Zughakenelemente 56a, 56b, 56c und die
Klammern 54a, 54b, 54c aus gegossenem
Titan hergestellt sein, wie etwa 6AI-4V, oder gegossenem Edelstahl,
wie etwa 15-5PH.
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Die vorangehende Beschreibung erläutert die
vorliegende Endung und soll nicht eine Beschränkung darstellen. Obwohl einige
exemplarische Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung erläutert worden
sind, leuchtet dem Sachverständigen
auf diesem Gebiet ein, dass viele Modifikationen der beispielhaften
Ausführungsformen
möglich
sind, ohne materiell die neue Lehre und die Vorteile der Erfindung
zu verlassen. Dementsprechend sollen alle derartigen Modifikationen
in dem Rah- Rahmen
der vorliegenden Erfindung, wie er durch die Ansprüche definiert
wird, eingeschlossen sein. Beispielsweise leuchtet ein, dass verschiedene
Konstruktionen und Anordnungen der Halteklammern, der Zughakenelemente,
der Hebelanordnungen und der äußeren Isolatoren
zum Einsatz kommen können.
Bei den Ansprüchen
sollen alle Merkmals- und Funktionsphrasen die Aufbauten abdecken,
die hier beschrieben sind, bei der Durchführung der beanspruchten Funktion
und nicht nur strukturelle Äquivalente
sondern auch äquivalente
Strukturen. Dementsprechend leuchtet ein, dass die vorangehende
Beschreibung die vorliegende Erfindung erläutern soll und keine Beschränkung darstellen
soll auf die speziellen beschriebenen Ausführungsformen, wobei Modifikationen
der beschriebenen Ausführungsformen
wie auch andere Ausführungsformen
eingeschlossen sein sollen in den Rahmen der folgenden Ansprüche. Die
Definition der Erfindung erfolgt durch die sich anschließenden Ansprüche.