DE69517655T2

DE69517655T2 - Lenkvorrichtung einer Fahrwerkradachse

Info

Publication number: DE69517655T2
Application number: DE69517655T
Authority: DE
Inventors: Michael J. Meneghetti
Original assignee: Boeing Co
Current assignee: Boeing Co
Priority date: 1994-11-22
Filing date: 1995-11-08
Publication date: 2000-11-02
Anticipated expiration: 2015-11-09
Also published as: US5595359A; EP0713826A1; DE69517655D1; EP0713826B1

Description

Die Erfindung betrifft eine Flugzeug-Fahrgestell-Anordnung zur Anbringung an einem Federbein mit einem Pendelbalken, an dem wenigstens zwei Radachsen angebracht sind, welche sich im wesentlichen in horizontaler Richtung senkrecht zu dem Pendelbalken erstrecken, wobei wenigstens eine der Radachsen an dem Pendelbalken angebracht ist und wenigstens eine weitere der Radachsen um eine im wesentlichen vertikale Schwenkwelle schwenkbar an dem Pendelbalken angebracht ist, und wobei wenigstens ein Stellantrieb an dem Pendelbalken und einer schwenkbaren Radachse angebracht ist, um eine Schwenkbewegung der entsprechenden schwenkbaren Radachse herbeizuführen.
Eine typische Fahrgestell-Anordnung mit sechs Rädern ist in der Fig. 1 der US-Patentschrift 5,242,131 (Watts) vom 07. September 1993 beschrieben, und es werden durch Bezugnahme die Einzelheiten dieser Patentschrift zum Inhalt der vorliegenden Anmeldung erklärt. Das entsprechende Patent gehört auch der Boeing Company.
Für große Flugzeuge, beispielsweise für Großraumflugzeuge, ist es typisch, daß sie ein Fahrgestell oder Fahrwerk mit einer Anzahl von Rädern verwenden, die bis zu einem gewissen Grad steuerbar oder lenkbar sind, wenn das Flugzeug auf dem Boden rollt. Das Flugzeug ist normalerweise mit einem lenkbaren Bugrad ausgestattet oder mit einem Bugrad-Fahrwerk, und das Flugzeug weist weiterhin eine Mehrzahl von Haupt-Fahrgestell-Anordnungen auf, welche so ausgebildet sind, daß sie mit dem Bugrad-Fahrwerk zusammenarbeiten, wenn eine Kurve gefahren wird. Wenn die Haupt-Fahrgestell-Anordnungen nur feste Radachsen aufweisen, wird der Drehpunkt normalerweise derjenige Punkt sein, in welchem sich die Querachse des Bugrades und die Mittelachse der zwei Hauptfahrgestelle schneiden. Da die festen Radachsen des Fahrwerks nicht alle in der Richtung des Drehpunktes liegen, führen die Reifen auf diesen Radachsen eine Gleitbewegung über dem Boden aus, wodurch die Reifen über den Boden schrubben oder schaben, und es wird dadurch die Abnutzung der Reifen erhöht und die Lebensdauer der Reifen vermindert. Es sind bereits verschiedene Versuche unternommen worden, um diesem Phänomen entgegenzuwirken.
Die oben bereits erwähnte US-Patentschrift 5,242,131 (Watts) mit dem Titel "Steerable Landing Gear" (Steuerbares Flugzeug- Fahrwerk) veranschaulicht einen Versuch, die Wendekräfte eines Flugzeuges zu vermindern, welches mit einem Fahrwerk mit sechs Rädern und drei Achsen ausgestattet ist. Die Reibung und somit die Abnutzung der Reifen wird durch eine lenkbare Achse vermindert, wobei entweder die vordere oder die rückwärtige Achse oder beide Achsen am Fahrwerk lenkbar sind. Die Achse wird jeweils durch zwei Hydraulikantriebe gesteuert, welche proportional durch die Bugradlenkeinrichtung gesteuert oder geregelt werden. Obwohl diese lenkbare Fahrwerkanordnung in dem zitierten Patent dazu geeignet ist, die Reibung und die Abnutzung der Reifen zu vermindern, hat sie verschiedene Nachteile. Es führt beispielsweise die Tatsache, daß ein Paar von hydraulischen Stellantrieben dazu verwendet wird, jede Radachse zu schwenken, zu einer verhältnismäßig komplizierten und ziemlich schweren Konstruktion.
Weiterhin werden diese hydraulischen Stellantriebe soweit wie möglich hinten oder im Falle einer vorderen lenkbaren Achse soweit wie möglich vorne an dem Fahrwerk angebracht, und zwar jenseits einer vertikalen Ebene durch die entsprechende Radachse. Diese Position ermöglicht nicht, daß herkömmliche Zug- oder Hubbefestigungen angebracht werden. Außerdem wird dadurch die gesamte Länge des Fahrwerks vergrößert.
In der US-A-2,943,820 ist eine Tandem-Fahrgestell-Anordnung beschrieben, welche eine feste Vorderachse und eine schwenkbare Hinterachse hat. Die Hinterachse ist frei schwenkbar, wenn sie entriegelt ist, und sie folgt der Richtung des lenkbaren Bugfahrwerkes. Das Tandem-Fahrwerk weist weiterhin eine Einrichtung zur Verriegelung der schwenkbaren Hinterachse in ihrer Mittelstellung auf, wenn das Fahrwerk eingezogen wird. Das Fahrwerk weist weiterhin einen einzigen Stellantrieb auf, welcher dazu dient, eine Verriegelungseinrichtung zu lösen. Dieser Stellantrieb bewirkt keine Schwenkbewegung der Hinterachse.
Eine ähnliche Anordnung ist in der FR-A-1 544 174 gezeigt. In dieser Druckschrift zum Stand der Technik dient jedoch der einzige Stellantrieb dazu, die schwenkbare Achse in ihre Mittelstellung zu bringen, bevor das Fahrwerk eingezogen wird.
Weiterhin zeigen beispielsweise zum Stand der Technik die US- Patentschrift 2,538,388 (Sievers) und auch die US-Patentschrift 3,091,416 (Knight et al.) jeweils eine Anordnung, welche dazu dient, ein Hauptfahrwerk bei einer Seitenwindlandung in geeigneter Weise zu positionieren. Die US-Patentschrift 2,538,388 beschreibt auch eine Steuerfunktion, bei welcher jedoch eine extern angetriebene Drehmomentenwelle, welche innerhalb des Federbeins zur Stoßdämpfung angeordnet ist, wobei ein Stirnrad auf der Unterseite des Fahrwerkträgers angetrieben wird. Dieses Rad steht im Eingriff mit entsprechenden Rädern oder einem Getriebe oder Verbindungsmechanismus, welcher dazu dient, um mehrere Radpaare zu steuern.
Die US-Patentschrift 2,851,231 (Wescott) ist auf eine Tandem- Radkonfiguration beschränkt. Der vordere Fahrwerkträger 17 ist über Momentenverbindungen 27 direkt mit dem Flugzeug verbunden. Der rückwärtige Fahrwerkträger 16 ist ein integraler Bestandteil des Innenzylinders des Stoßdämpfers, und er ist frei, während Lenkmanövern zu schwenken. Er ist (zum Zurückziehen) durch einen inneren Zylindernocken 44 ausgerichtet, welcher mit einem Zentriernocken 43 im Eingriff steht, wenn das Federbein beim Start voll ausgefahren ist. Die US-Patentschrift 3,904,153 (Watts), welche auch der Boeing-Company zugeordnet ist, beschreibt ein vollständiges Bugrad-Fahrwerk, welche Einrichtungen zur Betätigung, Verriegelung und Steuerung des Fahrgestells umfaßt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Flugzeug-Fahrgestell-Anordnung der in der US-Patentschrift 5,242,131 beschriebenen Art zu schaffen, welche kompakt gebaut ist und ein geringes Gewicht aufweist sowie beim Schleppen oder Aufbocken keine Kompromisse erfordert. Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß nur ein einziger Stellantrieb mit dem Pendelbalken und der schwenkbaren Radachse verbunden ist, daß das eine Ende des Stellantriebes schwenkbar auf einer ersten Hälfte der schwenkbaren Radachse angeordnet ist, welche sich auf einer ersten Seite der vertikalen Schwenkwelle erstreckt, und daß ein anderes Ende auf einer Tandem-Schwinge angeordnet ist, die ihrerseits schwenkbar auf dem Pendelbalken angebracht ist, und daß die Tandem-Schwinge weiterhin mit einer zweiten Hälfte der schwenkbaren Radachse verbunden ist, welche sich auf einer zweiten Seite der vertikalen Schwenkwelle gegenüber von der ersten Hälfte durch eine Mitnehmerverbindung erstreckt.
Es wird dadurch, daß nur ein einziger Stellantrieb verwendet wird, die Abmessung und das Gewicht der Fahrwerkanordnung auf ein Minimum gebracht. Weiterhin wird dadurch, daß eine Tandem- Schwinge in Verbindung mit einer Mitnehmerverbindung eingesetzt wird, das Drehmoment oder das Wendemoment, welches durch den einzigen Stellantrieb geliefert wird, verstärkt.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der Stellantrieb zwischen der schwenkbaren Radachse und der festen Radachse angeordnet. Dadurch, daß hydraulische Bauteile zwischen der vertikalen Achsebene und dem Federbein angeordnet werden, werden unerwünschte induzierte dynamische Reaktionen vermieden.
Die Aufgabe und viele erfindungsgemäße Vorteile sind leichter nachzuvollziehen und anzuerkennen, wenn die Erfindung anhand der folgenden Beschreibung besser verständlich wird, und zwar anhand der Zeichnung, in welcher die einzige Figur eine isometrische Darstellung des linken Teils eines Fahrwerks einer Fahrgestellanordnung mit sechs Rädern veranschaulicht, bei welcher die vordere und die rückwärtige Radachse steuerbar sind.
In der Zeichnung ist eine Flugzeug-Fahrgestell-Anordnung 6 veranschaulicht, die an einem Federbein 7 angebracht ist, von dem nur ein Teil des Kolbens der Stoßdämpfereinrichtung dargestellt ist. Die Fahrgestellanordnung 6 weist einen Pendelbalken 8 auf, der auch als Fahrwerk-Längsträger bezeichnet werden kann. Der Pendelbalken 8 trägt eine vordere Radachse 16, eine mittlere Radachse 9 und eine rückwärtige Radachse 1. Die mittlere Radachse 9 ist an dem Pendelbalken 8 angebracht, während sowohl die vordere Radachse 16 als auch die rückwärtige Radachse 1 je weils um vertikale Schwenkwellen 2 drehbar oder schwenkbar angebracht sind. Jede Radachse hat eine Zwillingsradanordnung 17 herkömmlicher Art, wobei jeweils nur ein Rad der Zwillingsradanordnung 17 in der Zeichnung dargestellt ist. Jede Zwillingsradanordnung 17 weist einen Reifen 18 auf, der auf einer Nabe 19 und einer Bremstrommel 20 angeordnet ist, die mit der Nabe verbunden ist. Eine Bremsstange 21 verbindet die Bremstrommel 20 mit dem unteren Teil des Federbeins 7, um eine Bremskraft oder ein Bremsdrehmoment zu übertragen.
Die Bewegung der vorderen Radachse 16 ebenso wie der rückwärtigen Radachse 1 um ihre jeweilige vertikale Schwenkwelle 2 erfolgt für jede Radachse durch einen einzigen Stellantrieb 3, der auch einfach als Stellglied bezeichnet werden kann. Jeder Stellantrieb 3 hat ein Ende 10 schwenkbar mit einer ersten Hälfte seiner entsprechenden Radachse 1 und 16 verbunden (die rechte Hälfte der rückwärtigen Radachse 1 und die linke Hälfte der vorderen Radachse 16), und das andere Ende 11 ist an einer Tandem-Schwinge 4 angebracht. Die Tandem-Schwinge 4 besteht im wesentlichen aus einem Winkelhebel, welcher mit seinem ersten Ende 12 auf dem Pendelbalken 8 angebracht ist, wobei die Schwenkmittellinie versetzt angeordnet ist. Das zweite Ende 13 der Tandem-Schwinge 4 ist mit dem Stellantrieb 3 verbunden, und zwischen dem ersten Ende 12 und dem zweiten Ende 13 ist eine Mitnehmerverbindung 5 angeordnet, deren erstes Ende 14 mit der Tandem-Schwinge 4 verbunden ist. Das zweite Ende 15 der Mitnehmerverbindung 5 ist mit einer zweiten Hälfte der entsprechenden Radachse 1 bzw. 16 verbunden (die linke Hälfte der rückwärtigen Radachse 1 und die rechte Hälfte der vorderen Radachse 16). Die Geometrie ist derart gewählt, daß der Stellantrieb 3 die Kraft liefert, um gleichzeitig sowohl die Radachsen 1 und 16 um ihre vertikale Schwenkwelle 2 als auch die Tandem-Schwinge 4 um ihre Schwenkmittellinie zu bewegen. Wegen der Art und Weise, wie die Mitnehmerverbindung 5 zwischen der Tandem-Schwinge 4 und den Radachsen 1 und 16 angebracht ist, liefert ihre Reaktionskraft ein zusätzliches Drehmoment um die vertikale Schwenkwelle, und zwar zusätzlich zu dem Drehmoment, welches durch den Stellantrieb 3 geliefert wird.
Zusätzlich zur Steuerung gehört zur Funktion der Anordnung auch die Verriegelung der schwenkbaren Radachsen 1 und 16, wenn eine Steuerung nicht verwendet wird. Diese zusätzliche Funktion ist während des Startens und während des Landens des Flugzeuges erforderlich. Bei der eingangs erwähnten US-Patentschrift 5,242,131 wurde diese Funktion von einem getrennten externen Hydraulik-Zylinder-Verriegelungsmechanismus übernommen. Gemäß der Erfindung wird ein solcher Zylinder-Verriegelungsmechanismus dadurch überflüssig, daß diese Funktion in den Stellantrieb 3 selbst integriert ist.

Claims

1. Flugzeug-Fahrgestell-Anordnung (6) zur Anbringung an einem Federbein (7) mit einem Pendelbalken (8), an dem wenigstens zwei Radachsen (1, 9, 16) angebracht sind, welche sich im wesentlichen in horizontaler Richtung senkrecht zu dem Pendelbalken (8) erstrecken, wobei wenigstens eine (9) der Radachsen (1, 9, 16) an dem Pendelbalken (8) angebracht ist und wenigstens eine weitere (1, 16) der Radachsen (1, 9, 16) um eine im wesentlichen vertikale Schwenkwelle (2) schwenkbar an dem Pendelbalken (8) angebracht ist, und wobei wenigstens ein Stellantrieb (3) an dem Pendelbalken (8) und einer schwenkbaren Radachse (1, 16) angebracht ist, um eine Schwenkbewegung der entsprechenden schwenkbaren Radachse (1, 16) herbeizuführen, dadurch gekennzeichnet, daß nur ein einziger Stellantrieb (3) mit dem Pendelbalken (8) und der schwenkbaren Radachse (1, 16) verbunden ist, daß das eine Ende (10) des Stellantriebes (3) schwenkbar auf einer ersten Hälfte der schwenkbaren Radachse (1, 16) angeordnet ist, welche sich auf einer ersten Seite der vertikalen Schwenkwelle (2) erstreckt, und daß ein anderes Ende (11) auf einer Tandem-Schwinge (4) angeordnet ist, die ihrerseits schwenkbar auf dem Pendelbalken (8) angebracht ist, und daß die Tandem-Schwinge (4) weiterhin mit einer zweiten Hälfte der schwenkbaren Radachse (1, 16) verbunden ist, welche sich auf einer zweiten Seite der vertikalen Schwenkwelle (2) gegenüber von der ersten Hälfte durch eine Mitnehmerverbindung (5) erstreckt.

2. Fahrgestell-Anordnung (6) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stellantrieb (3) zwischen der schwenkbaren Radachse (1, 16) und der festen Radachse (9) angeordnet ist.

3. Fahrgestell-Anordnung (6) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Tandem-Schwinge (4) ein erstes Ende (12) aufweist, welches schwenkbar auf dem Pendelbalken (8) angeordnet ist, daß die Tandem-Schwinge (4) weiterhin ein zweites Ende (13) hat, welches den Stellantrieb (3) trägt, und das zwischen dem ersten (12) und dem zweiten (13) Ende ein erstes Ende (14) der Mitnehmerverbindung (5) schwenkbar mit der Tandem-Schwinge (4) verbunden ist, während ein zweites Ende (15) der Mitnehmerverbindung (5) schwenkbar mit der zweiten Hälfte der schwenkbaren Radachse (1, 16) verbunden ist.

4. Fahrgestell-Anordnung (6) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Ende (12) der Tandem-Schwinge (4) auf dem Pendelbalken (8) angebracht ist, wobei die Schwenkmittellinie versetzt ist.

5. Fahrgestell-Anordnung (6) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Stellantrieb (3) eine Einrichtung zur Verriegelung des Stellantriebes (3) in einer vorgegebenen Stellung aufweist.

6. Fahrgestell-Anordnung (6) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Verriegelungseinrichtung derart ausgebildet ist, daß sie den Stellantrieb (3) in einer Mittelstellung verriegelt.

7. Fahrgestell-Anordnung (6) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Pendelbalken (8) wenigstens drei Radachsen (1, 9, 16) trägt, von denen wenigstens zwei (1, 16) schwenkbar an dem Pendelbalken (8) angeordnet sind, während die feste Radachse (9) zwischen den schwenkbaren Radachsen (1, 16) im Bereich des Federbeins (7) angeordnet ist.