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Einziehbares Fahrwerk mit lenkbarem Rad Die Erfindung betrifft einziehbare
Fahrwerke von dem Typus, der ein lenkbares Rad aufweist, wie man sie beispielsweise
bei den dreiräderigen Fahrwerken antrifft.
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Die Konstruktion solcher Fahrwerke bringt große Schwierigkeiten mit
sich, da man eine Anordnung schaffen muß, die gleichzeitig ein Getriebe für die
Einziehung des Fahrwerkes und ein Getriebe für die Lenkung des Rades in seiner ausgefahrenen
Stellung besitzt. Bisher erscheinen zwei Lösungen möglich, um dieses Problem zu
lösen. Die erste Lösung besteht darin, eine Anordnung zu schaffen, bei welcher die
Lenkorgane des Rades sich nur in Betrieb setzen lassen, wenn das Fahrwerk ausgefahren
ist, derart, daB das Steuergetriebe den Einfahr- und Ausfahrbewegungen des Rades
nicht zu folgen braucht. Diese Lösung bringt bemerkenswerte Nachteile mit "sich,
deren wesentlichster in der Schwierigkeit besteht, eine einfache Anordnung zu schaffen;
die einerseits mit absoluter Sicherheit die Inbetriebsetzung des Rades gewährleistet,
wenn sich dieses der endgültigen Ausfahrstellung nähert. Diese Schwierigkeit äußert
sich in einer unzureichenden Sicherheit, die es bisher anscheinend nicht gestattet
hat, eine solche Lösung in einer wirklich zufriedenstellenden Form anzunehmen. Die
zweite Lösung besteht in einer Anordnung, bei welcher die Verbindung der an dem
Bein montierten Organe und dem Rest des Steuergetriebes in allen Stellungen des
Beines aufrechterhalten
wird. Die Trennung zwischen dem Getriebe
(Richtungspedal) und der Lenkachse des Rades kann sich sodann automatisch oder nach
dem Willen des Flugzeugführers zwischen zwei übertragungsorganen vollziehen, die
oberhalb der genannten Verbindung liegen, d. h. deren Stellung durch die Schwenkung
des Beines um die Einziehachse nicht verändert wird. Diese Anordnung bietet eine
größere Sicherheit, und das Steuerungsgetriebe ist relativ einfach und robust.
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Das Ziel der Erfindung besteht darin, ein einziehbares Fahrwerk mit
lenkbaren Rädern nach der zweiten Lösung mit einem besonders einfachen, relativ
billigen Aufbau und einer sehr sicheren Funktion zu schaffen.
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Bei dem Fahrwerk nach der Erfindung umfaßt die Anordnung, die die
Lenkbewegungen des Rades von dem Rumpf auf das Fahrwerk überträgt, eine Einrichtung,
die aus einem einstöckig mit dem Bein verbundenen Ritzel, welches das abgetriebene
Organ darstellt, und einer mit dem Ritzel kämmenden Zahnstange besteht, welche das
treibende Organ bildet.
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Um die vorstehend beschriebene permanente Verbindung zu schaffen,
müssen die erwähnten Organe in allen Stellungen, die das Fahrwerk einnehmen kann,
miteinander im Eingriff sein. Dies wird bei der Anordnung nach der Erfindung einesteils
dadurch erreicht, daß die Zahnstange eine besondere Form, und zwar zylindrische
Form erhält, d. h., daß die erwähnte Zahnstange durch in einen Zylinder eingeschnittene,
parallel zu dem Basiskreis dieses Zylinders " liegende Kehlen gebildet ist (im folgenden
mit »zylindrischer Zahnstange« bezeichnet),, und andernteils dadurch, daß die beiden
Achsen, und zwar des Ritzels und des zylindrischen Teiles der zylindrischen Zahnstange,
mit Bezug zueinander orthogonal festgelegt sind. Während des Ausfahr- und Einziehmanövers
eines Fahrgestelles, welches mit dieser .Anordnung versehen ist, gleiten die Zähne
des Ritzels in den Kehlen des Zylinders der Zahnstange und folgen gegebenenfalls
axialen Verlagerungen der erwähnten zylindrischen Zahnstange.
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Die Erfindung ist in der nachstehenden Beschreibung mit Bezug auf
die Zeichnungen näher erläutert, in welcher als Beispiel eine Ausführungsform. der
Erfindung näher veranschaulicht ist: In der Zeichnung zeigt Fig. i eine Verwirklichungsform
eines Fahrwerkes mit lenkbarem Rad nach .der Erfindung in Seitenansicht und im teilweisen
Schnitt, Fig.2 einen teilweisen Schnitt in vergrößerter Darstellung in einer senkrechten
Ebene, die durch die Achse des Fahrwerkes und parallel zu der Ebene der Fig. i verläuft,
Fig. 3 eine teilweise geschnittene Teilansicht des oberen Teiles der Anordnung im
gleichen Maßstab wie die Fig.2. Fig.4 eine Ansicht in einer der Fig.3 entsprechenden
Ebene und Fig. 5 eine perspektivische Ansicht der Anordnung des Fahrwerkes. In Fig.
i erkennt man das lenkbare Rad i eines einziehbaren Fahrwerkes. Dieses Rad ist an
dem unteren Ende einer Strebe 2 angelenkt, dessen oberes Ende um eine Achse 3 schwenkbar
ist, die an dein unteren Teil einer Stütze 4 befestigt ist, welche als Schwenkzapfen
für die Lenkbewegung des Rades dient. Dieser Zapfen ist an einem Hauptträger 5 einerseits
durch einen Kugelkranz 6 und andererseits durch ein Kugellager 7 (s. Fig. 2) gehalten.
Der Innenring des Kugellagers 7 wird an dem Ende des Zapfens 4 durch eine Mitnehmerkappe
8 in seiner Lage gehalten, welche durch eine Mutter 9 auf das äußere, mit Gewinde
versehene Ende des Zapfens aufgeschraubt ist.
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Der Hauptträger 5 ist vermittels Schellen 12 und 13 (s. auch Fig.
3 und 4) an einstöckig mit dem Flugzeug verbundenen Zapfen 14 und 15 schwenkbar,
damit die Gesamtanordnung des Fahrwerkes beispielsweise mittels eines Hydraulikkolbens
(nicht dargestellt) eingezogen und ausgefahren werden kann, dessen eines Ende mit
einem Festpunkt des Flugzeuges verbunden ist, während sein anderes Ende an einem
Auge 16 eines Armes 17 angreift, der einstöckig an dem Hauptträger 5 ausgebildet
ist.
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Das Rad wird in dem Träger durch die Einschaltung eines Dämpfers 18
(Fig. i und 2) elastisch unterstützt, dessen unteres Ende an einem Auge i9 der Strebe
:2 angreift, während das obere Ende auf einer Achse 2o schwenkbar gelagert ist,
die an dem Oberende des Zapfens 4 fest angebracht ist.
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Die Lenkbewegung des Rades i, welche durch die Drehung des Zapfens
4 um seine Achse erfolgt, wird durch eine Anordnung erreicht, die zunächst die Mitnehmerkappe
8 umfaßt, welche im Innern mit Nuten 22 versehen ist, die mit komplementären Nuten
in dem Oberteil des Zapfens 4 zusammenarbeiten. Die Anordnung umfaßt ferner einen
Steuerkranz 23, der in seinem Innern Nuten 24 aufweist, die mit komplementären Nuten
an der Außenfläche der Kappe 8 im Eingriff stehen, und welcher außerdem mit einem
gezahnten Kronenteil 25 (s. auch Fig. 4) mit einer zylindrischen Zahnstange z6 im
Eingriff ist. Diese ist einstöckig mit einei verschieblichen Büchse 27 verbunden,
welche unter Einschaltung einer Anzahl von Kugelkränzen 28 auf einer Stange gelagert
ist, deren beide Enden in den Lagern 14 und 15 durch Schrauben 32 festgelegt
sind (Fig.4). Die Verschiebebewegung der Büchse 27 wird durch ein Steuergestänge
33 unter Einschaltung eines aus den beiden Armen 3q: und 35 bestehenden, um eine
Achse 36 verschwenkbaren Winkelhebels ausgelöst, der sich auf einem Träger 37 verschwenkt,,
welcher fest an dem Flugzeug angebracht ist. Der Arm 35 des Winkelhebels ist durch
eine Verbindungsstange 38 mit einem Vorsprung 39 an der v erschieblichen Büchse
27 vereinigt.
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Der Steuerkranz 23 wird in axialem Sinn durch zwei Rollen gehalten,
die durch die Außenringe 42 der beiden Kugellager gebildet sind, deren Innenringe
durch Bolzen 44 an dem zylindrischen Oberteil des Hauptkörpers 5 festgeschraubt
sind. Der
Kranz 23 ruht auf den so gebildeten Rollen mit Ausschnitten
45, deren umfängliche Länge ausreichend ist, um die Lenkbewegung des das Rad tragenden
Zapfens q. zu gestatten. Nach einer bekannten Anordnung (s. Fig. i und 3) heben
die Rollen 42 bei stärkeren Drehbewegungen den Steuerkranz 23 an, dessen Nuten 24.
dann nicht mehr mit- den korrespondierenden Nuten der Mitnehmerkappe 8 im Eingriff
sind, so daß eine automatische Ausrückung des Lenkantriebes entsteht. Der Kranz
23 wird mittels einer Druckfeder 46 gegen die Rollen q.2 gedrückt, welche sich mit
einem Ende gegen den Oberteil des Kranzes und mit dem anderen Ende gegen die untere
Fläche der Kappe 8 abstützt. Zurp Schutz gegen das Eindringen von Fremdkörpern decken
zwei teleskopartige, zylindrisch verschiebliche Kappen 47 und 48 das Innere des
Mechanismus ab.
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Wie man aus der nachstehenden Beschreibung der Wirkungsweise der Anordnung
entnehmen kann, ist es nicht erforderlich, daß die kreisförmige Zahnstange 26 um
den ganzen Umfang verlaufende Zähne hat. Der für die kinematische Verwirklichung
der Bewegung theoretisch erforderliche Winkel ist etwa ein Viertel des Gesamtumfanges.
Um jedoch der Verzahnung eine praktisch ausreichende Länge entsprechend dem notwendigen
Widerstand bei der Übertragung der Kräfte zu geben, 'wird die Kreisbogenlänge des
Umfanges, auf welchem sich die Zähne der Zahnstange erstrecken, über 9o° gehalten,
wie man im besonderen aus der Fig. 2 in vergrößerter Darstellung erkennen kann.
Um den Raum, in welchem das Fahrwerk im Flug eingezogen wird, vollständig abzuschließen,
sind drei Verkleidungen vorgesehen, und zwar eine um eine Achse 53 schwenkbare Verkleidung
52, die rechtwinklig zu der senkrechten Symmetrieebene des Flugzeuges liegt und
welche mit einer Strebe 54 an dem Hauptträger 5 des Fahrwerkes angelenkt ist, und
zwei weitere Verkleidungen, nämlich die Verkleidungen 55, die in Fig. i erkennbar
und um im wesentlichen horizontal liegende (nicht dargestellte) Scharniere parallel
zu der senkrechten Symmetrieebene des Flugzeuges verschwenkbar sind.
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Die Wirkungsweise des einziehbaren Fahrwerkes mit lenkbarem Rad ist
folgende: Wenn man davon ausgeht, daß das Fahrwerk - wie in Fig. i in vollen Linien
dargestellt - ganz ausgefahren ist, liegt die Lenkachse des Rades i im wesentlichen
senkrecht. Um das Flugzeug am Boden mittels der Lenkung des Rades zu steuern, betätigt
man das Steuergestänge 33. Zu diesem Zweck kann das letztere übrigens vorzugsweise
direkt oder mit Unterstützung einer zusätzlichen Energie mit der Steuerung verbunden
sein, wenn. das Fahrgestell im ausgefahrenen Zustand ist.
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Man erkennt, daß ein auf das Gestänge 33 ausgeübter Schub oder Zug
eine Verschwenkung des Winkelhebels 34, 35 um seine Achse 36 und infolgedessen eine
entsprechende Verlagerung der Verbindungsstange 38 zur Folge hat, woraus zwangläufig
eine axiale Verschiebung der zylindrischen Zahnstange 26 resultiert. Diese zieht,
da sie mit der verzahnten Krone 25 im Eingriff steht, infolgedessen in entsprechendem
Sinne den Kranz 23, die Mitnehmerkappe 8 und damit den Zapfen q. nach sich, der
das Rad trägt. Wenn man das Fahrwerk einfährt, schwenkt die verzahnte Krone 25 mit
der Gesamtanordnung des Fahrwerkes um die Achse der zylindrischen Zahnstange 26,
und infolgedessen ist sie immer mit der letzteren im Eingriff. Wenn man auf der
Zahnstange 26 Zähne vorsieht, die sich in senkrecht zu der Achse liegenden Ebenen
befinden, kann der Vorgang des Einfahrens oder Ausfahrens des Fahrwerkes keine Drehung
des das Rad tragenden Zapfens in dem Hauptträger 5 zur Folge haben. Diese Anordnung
gewährleistet ein Maximum an Sicherheit auf Grund der Einfachheit und des ständigen
Eingriffes der Zähne der Zahnstange und der verzahnten Krone, unabhängig davon,
ob das Fahrwerk ausfährt oder ob es eingezogen wird.
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Die Schließung der Verkleidungen 52 und 55 vollzieht sich - wie man
erkennt - automatisch, und zwar für die Verkleidung 52 durch die Einschaltung des
Gestänges 5q., welches mit dem Fal-rwerk verbunden ist, und bei den beiden Verkleidungen
55 durch eine andere geeignete Anordnung.