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Stoßdämpfer, insbesondere für ein Flugzeugfahrgestell mit Schwingachse
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung, die das Springen, eines Fahrgestelles von
der Schwin.gachsenbauart beseitigt, das mit einem nachlaufenden Rad versehen ist,
das sich unter der Last sowohl rückwärts als auch aufwärts bewegt.
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Ein Problem, das sich bei einem solchen Fahrgestell ergibt, ist die
Neigung zum Springen während des Bremsens infolge des Bremswiderstandes. Die teleskopische
Bewegung des Stoßdämpfers bei einer Schleppbeanspruchung ist wünschenswert, wenn
das Rad nicht abgebremst wird; aber während des Bremsens kann die Wirkung dieser
Bewegung geradezu schädlich sein. Beim Anziehen der Bremse wird eine Widerstandsbelastung
entwickelt, die bestrebt ist, das Rad nach oben zu verschwenken, wodurch die lotrechte
Belastung verringert wird. Durch .eine Verringerung der lotrechten Belastung wird
die Reibung des Rades auf dem Boden vorübergehend verringert, was eine Neigung zum
Springen zur Folge hat. Wenn die Kraft, -die bestrebt ist, den Stoffdämpfer vorübergehend
zusammenzudrücken, verringert oder aufgehoben wird, so wirkt der federnde Stoßdämpfer
in der Weise, daß er ,das Rad plötzlich wieder in Berührung mit dem Boden bringt.
Die schließlich eintretende pulsierende Wirkung des Stoßdämpfers und der Bremse
kann zum Springen .des Flugzeuges führen, bzw. zu starkem seitlichem Schaukeln des
Flugzeuges, wenn nämlich die Bewegungen des Stoßdämpfers abwechselnd an dem einen
und dem anderen Rad erfolgen.
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Der Hauptzweck der Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung zu schaffen,
.die dieses Springen und Schaukeln unterbindet. Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen,
den Widerstand des Stoßdämpfers entsprechend der Wirksamkeit der Bremse zu verändern,
indem man auf einen druckempfindlichen Teil einen Druck einwirken läßt, der dem
zum Anziehender Bremse benutzten Druck proportional ist. Zweckmäßig wird die Anordnung
so getroffen, daß
die- wirksame - Größe -einer Stoßdämpferöffnung
durch eine Bewegung des druckempfindlichen Teiles verringert wird, In der Zeichnung
sind Ausführungsformen der Erfindung beispielsweise dargestellt. Es zeigt - Fig.
i die allgemeinen Umrisse eines Flugzeugfahrgestelles -nach der Erfindung in einer
Seitenansicht, Fg.2 die innere Bauart des im Fahrgestell der Fig. i verwendeten
Stoßdämpfers im Schnitt und Fig. 3 den Einbau des Stoßdämpfers nach Fig. 2 in ein
vom Fahrgestell der Fig. i etwas verschiedenes Fahrgestell im Schnitt.
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Eine sich vom Flugzeugkörper nach unten erstreckende Strebe i2 trägt
eine nicht drehbare, sich seitlich erstreckende Radachse 14- Eine radtragende Nabe
16 von großem Durchmesser ist auf der Radachse 14 drehbar gelagert, wobei sich die
Drehachse 15 der Nabe auf der Radachse oberhalb und vor der Nabenmitte befindet.
Zwei in axialer Richtung voneinander ,getrennte Lager 18 von großem Durchmesser
ruhen auf dem Umfang ider Nabe, und ein Rad 2o, das einen Reifen 22 trägt, ist auf
diesen Lagern drehbar gelagert.
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Ein Stoßdämpfer 24 ist innerhalb der Nabe 16
angeordnet. Dieser
Stoßdämpfer besteht aus zwei teleskopisch miteinander verbundenen Teilen 26 und
28 und aus einem zusätzlichen Teil 30, ,der, wie dargestellt, eine seitliche
Erweiterung des Gehäuses des Teiles 28 bilden kann: Der Stoßdämpfer 26 ist bei 32
mit einem an der Radachse 14 undrehbar befestigtem Arm 34 schwenkbar verbünden.
Der Stoßdämpferteil 28 ist mit -der Nabe 16 bei 36 schwenkbar verbunden.
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Durch,den Stoßdämpfer 24 wird die Energie aufgenommen, die durch eine
lotrechte öder rückwärts gerichtete Xräft oder irgendeine Vereinigung von solchen
auf den Reifen 22 wirkenden Kräften erzeugt wird. Da eine Vorwärtsbewegung des Flugzeuges
einer Bewegung nach links in Fig. i -entspricht, so ist das Rad ein nachlaufendes
Rad mit Schwingachse. Eine rückwärts .gerichtete Kraft F oder eine lotrechte Kraft
W bewirkt, daß sich die -Mitte .der Nabe z6 längs eines Bogens um- die Achse 15
bewegt. Während dieser Bewegung der Nabe -bleibt die Schwenkachse 32 des Stoßdämpfers
unbeweglich, während sich die Schwenkachse 36 am anderen Ende des Stoßdämpfers mit
der Nabe längs eines Bogens um die Achse 15 bewegt, wodurch der Stoßdämpfer unter
dem Einfluß der auf den Reifen wirkenden Kraft verkürzt wird. -Eine nicht gezeigte
Bremsvorrichtung ist innerhalb der Nabe 16 angeordnet. Diese Bremse, die vorzugsweise
eine durch einen hydraulischen oder pneumatischen Drück betätigte Scheibenbremse
ist, liegt zwischen den Lagern 18 und dem Stoßdämpfer 24: Die, Bremsvorrichtung
umgibt also den Stoßdämpfer und wird ihrerseits von den Lagern umgeben. Durch eine
Leitung g$ wird die zum Anzieileri der 'Bremse dienende, im Flugzeugkörper angeordnete
Druckmittelquelle mit .dern Einlaß 40
der Bremsbetätigüngsvorriehtung verbunden:
Die Leiturig-38 ist eben-falls-mit einem= am oberen. Ende des Stoßdämpferteiles
30 vorgesehenen Einlaß 42 verbunden. Der= Grund, warum die Bremsmitteldruckleitung
mit dem Stoßdämpfer verbunden ist, soll später erläutert werden.
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Wie in Fig. 2 gezeigt, weist die Stoßdämpfervorrichtung zwei zylindrische
Bohrungen 44 und 46 auf, die mit parallelen Achsen in einem einzigen Gehäuse vorgesehen
sein können. Ein Kolben 48 bewegt sich in der Bohrung 44 .hin und her und bildet
zusammen mit demjenigen Gehäuseteil, in welchem er sich hin und her bewegt, einen
teleskopischen Stoßdämpfer, der sich dann verkürzt, wenn sich das Rad um die Achse
15 nach hinten und oben bewegt. Beim Verkürzen des Stoßdämpfers dringt der
Kolben' 48 .in den Raum 5o ein, wodurch der Inhalt dieses Raumes verkleinert und
Flüssigkeit (womit der Raum 5o gefüllt ist) -durch die Dosieröffntuig 52 ausgetrieben
wird. In dem Maße, wie Flüssigkeit durch die Dosieröffnung austritt, wird,die Energie,
welche bestrebt ist, den Stoßdämpfer zusammenzudrücken, in der üblichen Weise aufgenommen.
Wenn nötig, kann ein Dosierstift 54 mit der Öffnung 52 zusammenwirken, um den Widerstand
des Stoßdämpfers entsprechend der Größe -der teleskopischen Bewegung zu verändern.
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Da der innerhalb des Teiles 26 vorgesehene Raum 56 ebenfalls mit Flüssigkeit
.gefüllt ist; so dringt die durch die Öffnung 52 gedrückte Flüssigkeit durch die
Bohrung 58 des Kolbens 48 und bewegt sich durch die Öffnung 6o, die in der Wand
zwischen den Bohrungen 44 und 46 vorgesehen ist. Ein feststehender Pfropfen 62 verschließt
das offene Ende der Bohrung 46 und bildet einen Kanal 64, der mit der Öffnung 6o
in Verbindung steht. Der feststehende Pfropfen 62 weist ebenfalls eine Dosieröffnung
66 auf, durch welche Flüssigkeit nach dem Durchfluß durch die Kanäle 58, 6o und_64
hindurchfließt. Zum Schluß dringt die Flüssigkeit in ,den Raum 68 ein und übt ihren
Druck auf einen Kolben 7o aus. Der Abwärtsbewegung des Kolbens 7o wirken federnde
Mittel entgegen, wie z. B. eine metallische Schraubenfeder, die im Raum 72 angeordnet
sind, oder auch eine bekannte Luftfederung. Die in der im Raum 72 angeordneten Feder
gesammelte Energie; die beim. Zusammendrücken der Feder entstanden ist, sucht den
Stoßdämpfer nach Beendigung seines Druckhubes in die ausgezogene Stellung zu bringen.
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Die wirksame Größe der Dosieröffriung 66 wird durch einen Dosierstift
74 bestimmt, der in der Mitte des Pfropfens 62 in der Weise hin und her beweglich
angeordnet ist, daß dessen Ende in die Öffnung eindringen kann, um deren Größe zu
verändern. Der Dosierstift kann gegen die Öffnung durch einen Druck bewegt werden,
der auf einen Kolben 76 ausgeübt wird; welcher in der dargestellten Weise am Ende
des Dosierstiftes befestigt ;sein kann. Der Kolben 76 wird gegen die Öffnung bewegt,
so oft Druckmittel von. der Bremsdruckleitung 38 in. den Raum 78 eindringt. Eine
Feder 8o sucht den Kolben 76 und den Dosierstift 74 in ,der zurückgezogenen Stellung
zu halten, in welcher der Kolben mit der Haube 82 in Berührung steht
Die
Arbeitsweise der Stoßdämpfervorrichtung ist folgende. Beim Landen und Rollen des
Flugzeues mit gelösten Bremsen arbeitet der Stoßdämpfer' in der üblichen Weise.
Der Dosierstift 7d. ist vorzugsweise so angeordnet, daß er den verhältnismäßig freien
Durchfluß der durch die Öffnung 52 fließenden Flüssigkeitsmenge durch die Öffnung
66 zuläßt. Wenn also die Bremsen nicht angezogen sind, so ist die Öffnung 52 die
kleinste der beiden. Öffnungen und kommt im wesentlichen für die Umsetzung der gesamten
Energie in Betracht. Der Dosierstift 54. und die Öffnung 52 arbeiten somit zusammen,
um beim Landen des Flugzeuges die ,gewünschte Stoßdämpferwirkung zu gewährleisten,
während .die beim Rollen gewünschte Pufferwirkung durch die im Raum 72 vorgesehene
Feder erhalten wird.
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So oft ein Druck auf .die mit dem Rad 2o verbundene Bremse ausgeübt
wird, erfolgt auch eine Übertragung dieses Druckes auf den Raum 78, wodurch auf
den Kolben 76 eine Kraft wirkt, die der zum Anziehen der Bremse dienenden
Kraft proportional ist. Die auf den Kolben 76 wirkende Kraft sucht den Dosierstift
7.4 entgegen der Wirkung der Feder 8o gegen die Öffnung 66 zu bewegen. Die Größe
der Bewegung des Dos:i-erstiftes hängt von der Stärke des zum Anziehen der Bremse
ausgeübten Druckes ab. In dem Maße, wie der Bremsmitteldruck zunimmt, bewegt sich
der Dosierstift gegen die Öffnung 66, deren wirksame Größe hierdurch verringert
wird, so daß der Widerstand der Öffnung gegen den Durchfluß der Flüssigkeit zunimmt.
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Durch diese Anordnung wird die Federung des Stoßdämpfers selbsttätig
härter, d. h. seine Fähigkeit, sich unter dem Einfluß des Bremsdruckes zu verkürzen,
wird hierdurch verringert.
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Die beim Anziehen der Bremsen einsetzende Hemmwirkung des Bodens findet
daher beim Zusammendrücken des Stoßdämpfers einen größeren Widerstand. Auf diese
Weise wird einer etwaigen Neigung des Rades zum Springen kräftig entgegengewirkt.
Eine vollständige Verhinderung der Neigung zum Springen kann durch eine geeignete
Wahl der gegenseitigen Größen der Öffnung 66, des Dosierstiftes 74 und des Kolbens
76 für eine gegebene Einrichtung erhalten werden.
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Falls,der Dosierstift 5.4 nicht benötigt wird, kann die Dosiervorrichtung
66, 74 in dem Hauptteil des Stoßdämpfers, d. h. im Teil26, angeordnet sein, vorausgesetzt,
daß der zur Verfügung stehende Raum sich hierzu eignet. In gewissen Fällen könnte
es auch möglich sein, die Öffnung 52 wegzulassen, und die gesamte Wirkung könnte
durch eine einzige Dosieröffnung und einen einzigen Dosierstift oder eine sonstige
zur Steuerung der Öffnung dienende Vorrichtung erhalten werden.
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Fig.3 zeigt die Anbringung des Stoßdämpfers nach der Erfindung an
einem Schwingachsenfahr-Bestell, bei welchem der Stoßdämpfer nicht innerhalb der
Radnabe angeordnet ist. Bei dieser Anordnung ist dieselbe Stoßdämpferbauart bezeigt,
wobei der Kolben 26 bei 84 mit einer Strebe 86 und der Zylinder 28 bei 88 mit einem
am radtragenden Hebel 92' angebrachten Arm 9o schwenkbar verbunden sind. Der Hebel
92 ist bei 94 mit dem un. teren Ende ,der Strebe 86 drehbar verbunden. Die Bremsmitteldruckleitung
96 ist mit der Bremsbetäti.gungsvorrichtung durch das Einlaßpaßstück 98 und mit
dem Hilfsteil 3o des Stoßdämpfers durch das Einlaßpaßstück ioo verbunden. Die Arbeitsweise
des Stoßdämpfers ist in diesem Fall im wesentlichen die gleiche wie die des Stoßdämpfers
der Fig. i.