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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Lenkung für ein Flugzeugfahrwerk mit
einer Lenkachse, wobei das Flugzeugfahrwerk um die Lenkachse drehbar
ist, so dass das Flugzeug auf dem Boden über die Drehung des Flugzeugfahrwerks
um die Lenkachse gelenkt werden kann.
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Hierfür war es
bekannt, das Flugzeugfahrwerk über
eine Zahnstange, deren Verzahnung an einer Verzahnung an einem Gegenelement
angreift, um die Lenkachse zu drehen. Zur Bewegung der Zahnstange
sind dabei auf jeder Seite der Zahnstange Kolben vorgesehen, welche
in Hydrozylindern laufen und über
deren Beaufschlagung mit Druck die Zahnstange linear bewegt werden
kann. Üblicherweise
ist dabei die Zahnstangenanordnung momentensteif mit dem Flugzeug
verbunden, während
das Gegenelement am Flugzeugfahrwerk angeordnet ist. Das Gegenelement
ist üblicherweise
ein Zylinder mit teilweiser Außenverzahnung.
Rechts und links von der Verzahnung sind auf der Zahnstange Bereiche
ohne Verzahnung angeordnet, so dass die Zahnstange bei den nur beim
Abschleppen auftretenden sehr hohen Lenkungswinkeln automatisch
in eine inaktive Position gelangt, bei welcher die Bereiche ohne
Verzahnung auf der Zahnstange einem Bereich ohne Verzahnung auf
dem Gegenelement gegenüberliegen.
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Auch
war es bekannt, zur Reduzierung der von einer Zahnstange übertragenen
Momente zwei Zahnstangen einzusetzen, welche sich beide entweder
in aktiver oder inaktiver Position befinden, so dass sich die auftretenden
Momente auf beide Zahnstangen aufteilen.
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Der
maximale Lenkwinkel, um welchen das Flugzeugfahrwerk aktiv von der
Lenkung über
die Zahnstangen gedreht werden kann, bestimmt bei dieser Lenkung
die Länge
des verzahnten Bereichs auf den Zahnstangen und damit insgesamt
die Breite der Lenkung.
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Ein
solches Flugzeugfahrwerk wird üblicherweise
als Bugfahrwerk eingesetzt. Die Gesamtbreite der Lenkung hat jedoch
wesentliche Auswirkung auf die Dimensionierung und die Gestaltung
der Bugfahrwerksschachtbreite bzw. Höhe und die Auswahl des Lenkungstyps,
so dass eine möglichst
geringe Gesamtbreite der Lenkung von großem Vorteil ist.
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Aufgabe
der Erfindung ist es deshalb, die Gesamtbreite einer Zahnstangenlenkung
zu reduzieren, ohne dabei Leistungseinbußen hinnehmen zu müssen.
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Erfindungsgemäß wird diese
Aufgabe von einer Lenkung gemäß Anspruch
1 gelöst.
Eine solche Lenkung für
ein Flugzeugfahrwerk mit einer Lenkachse, bei welchem zur Drehung
des Flugzeugfahrwerks um die Lenkachse zwei Zahnstangen vorgesehen
sind, die sich jeweils in einer aktiven und einer inaktiven Position befinden
können,
ist dadurch gekennzeichnet, dass sich in einem ersten aktiven Lenkbereich
jeweils nur eine der Zahnstangen in aktiver Position befindet.
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Hierdurch
addieren sich die von den beiden Zahnstangen in diesem ersten aktiven
Bereich aktiv anfahrbaren Lenkwinkelbereiche, so dass die Länge der
einzelnen Zahnstangen verringert werden kann und sich die Gesamtbreite
der Lenkung verringert. Da hierzu die Dimensionen der sonstigen
Komponenten des Flugzeugfahr werks im wesentlichen nicht verändert werden
müssen,
kann diese erfindungsgemäße Lenkung
mit geringem konstruktivem Aufwand eingesetzt werden. So lässt sich
durch den Einsatz zweier Zahnstangen mit unterschiedlichen aktiven
Lenkwinkelbereichen der gleiche aktive Lenkwinkel bei geringerer
Gesamtbreite erreichen.
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Vorteilhafterweise
greifen dabei die zwei Zahnstangen an einem Gegenelement mit zumindest
teilweiser Außenverzahnung
an. So kann die Linearbewegung der Zahnstangen durch das Zusammenwirken
mit dem Gegenelement effektiv in eine Drehbewegung des Flugzeugfahrwerks
umgewandelt werden. Dabei können
die Zahnstangen entweder am Flugzeugfahrwerk angeordnet und das
Gegenelement momentensteif mit dem Flugzeug verbunden sein. Alternativ
können
aber auch die Zahnstangen flugzeugseitig angeordnet sein, während das
Gegenelement momentensteif mit dem Flugzeugfahrwerk verbunden ist.
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Das
Gegenelement ist vorteilhafterweise ein Zylinder mit teilweiser
Außenverzahnung.
Dies ergibt eine einfache und platzsparende Konstruktion.
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Vorteilhafterweise
greifen die Zahnstangen auf gegenüberliegenden Seiten des Gegenelements
an, wobei hierzu der verzahnte Bereich auf dem Gegenelement vorteilhafterweise
180° oder
mehr ausmacht. So können
die beiden Zahnstangen entweder gleichzeitig oder abwechselnd mit
ihrer Verzahnung am verzahnten Bereich des Gegenelements angreifen
und das Flugzeugfahrwerk drehen.
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Dadurch,
dass sich beide Zahnstangen jeweils in einer aktiven und in einer
inaktiven Position befinden können,
ergeben sich bei dieser Anordnung mit einem Gegenelement mit Außenverzahnung
weitere Vorteile. In der aktiven Position der Zahnstange kann dabei
durch eine Linearbewegung der Zahnstange das Flugzeugfahrwerk gedreht
werden, während
in der inaktiven Position der Zahnstange das Gegenelement freigibt,
so dass das Flugzeugfahrwerk gedreht werden kann, ohne dass hierzu
die jeweilige Zahnstange in ihrer inaktiven Position linear verschoben
werden müsste.
Dies ermöglicht
es, das Flugzeugfahrwerk mit nur einer der beiden Zahnstangen zu
drehen, während
die andere Zahnstange in ihrer inaktiven Position ist und nicht
bewegt werden muss. So kann die Länge der Zahnstangen verringert
werden, da sich die durch die beiden Zahnstangen jeweils möglichen
aktiven Lenkwinkel im wesentlichen addieren. Ebenso ist eine passive
Lenkung möglich,
in der beide Zahnstangen in einer inaktiven Position sind. Insbesondere
für die
nur beim Abschleppen auftretenden sehr hohen Lenkungswinkel keine
aktive Lenkung des Flugzeugfahrwerks nötig, so dass die Zahnstangen sich
beide in einer inaktiven Position befinden können und auf eine entsprechende
Vergrößerung des
aktiven Bereichs der Zahnstangen verzichtet werden kann.
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Weiterhin
vorteilhafterweise weisen beide Zahnstangen jeweils einen ersten
Abschnitt mit Verzahnung und einen zweiten Abschnitt ohne Verzahnung
auf, wobei in der aktiven Position der erste Abschnitt mit Verzahnung
an dem Gegenelement mit Verzahnung angreift. Greift also der erste
Abschnitt mit Verzahnung der Zahnstange am Gegenelement an, kann
das Flugzeugfahrwerk durch eine Linearbewegung der Zahnstange gedreht
werden. Wird nun aber die Zahnstange so weit linear bewegt, dass
der erste Abschnitt mit der Verzahnung nicht mehr an der Verzahnung
des Gegenelements angreift, befindet sich die Zahnstange automatisch in
ihrer inaktiven Position, in welcher das Flugzeugfahrwerk ohne eine
Bewegung der Zahnstange weiter drehbar ist. Dies ermöglicht insbesondere
ein automatisches Ein- bzw. Ausrasten der Zahnstange in die inaktive Position
während
des Abschleppens.
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Vorteilhafterweise
weisen die Zahnstangen mindestens auf einer Seite des verzahnten
Bereichs einen Ausklinkzahn auf, welcher nicht über die gesamte Höhe der übrigen Verzahnung
der Zahnstange ausgebildet ist. Dieser sorgt für das automatische Ein- bzw.
Ausrasten der Zahnstangen von der aktiven in die inaktive Position
und umgekehrt.
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Dabei
kann in der inaktiven Position einer ersten Zahnstange der Bereich
mit Verzahnung des Gegenelements unter- oder oberhalb des Ausklinkzahns
hindurchdrehen. So ist es möglich,
dass die andere Zahnstange an diesem Bereich mit Verzahnung des
Gegenelements angreift, während
die erste Zahnstange in ihrer inak tiven Position ist. Dabei sind
die beiden Zahnstangen vorteilhafterweise lediglich um die Höhe des Ausklinkzahns
gegeneinander in der Höhe
versetzt, so dass die Gesamthöhe
des Gegenelements und der Lenkung klein gehalten werden kann.
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Weiterhin
sind in den Bereichen ohne Verzahnung der Zahnstangen mindestens
auf Höhe
des Ausklinkzahns Führungselemente
ohne Verzahnung angeordnet, welche in einer inaktive Position der
Zahnstange dem Gegenelement gegenüberliegen.
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Auf
dem Gegenelement sind dabei vorteilhafterweise auf Höhe der jeweiligen
Ausklinkzähne
in einem Teilbereich Führungsringe
ohne Verzahnung angeordnet, die der jeweiligen Zahnstange zugeordnet
sind. So kann die Höhe
des Gegenelements klein gehalten werden, da die nur über einen
Teil der Höhe
des Gegenelements ausgebildeten Führungsringe zusammen mit den
Ausklinkzähnen
für ein
automatisches Ein- und Ausrasten sorgen. Die den jeweiligen Zahnstangen
zugeordneten Führungsringe
sind dabei vorteilhafterweise auf unterschiedlichen Höhen angeordnet.
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Vorteilhafterweise
läuft dabei
in einer inaktiven Position einer Zahnstange der der Zahnstange
zugeordnete Führungsring
des Gegenelements auf dem Ausklinkzahn oder dem Führungselement
der Zahnstange. So befindet sich die Zahnstange in einer inaktiven
Position, ohne dass die gesamte Höhe des Gegenelements ohne Verzahnung
bleibt. Der verbleibende Bereich mit Verzahnung kann so von der
anderen Zahnstange genutzt werden.
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Weiterhin
vorteilhafterweise weist das Gegenelement mindestens einen durchgehenden
Mittenzahn ohne Führungsringe
auf. Dieser sorgt im Zusammenwirken mit den Ausklinkzähnen für ein automatisches
Ein- und Ausrasten der Zahnstangen. Dafür erstreckt sich der mindestens
eine Mittenzahn auch auf Höhe
der Ausklinkzähne.
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Vorteilhafterweise
sind die den jeweiligen Zahnstangen zugeordneten Führungsringe
jeweils entweder am oberen oder unteren Rand des verzahnten Bereichs
des Gegenelements angeordnet. Die Zahnstangen sind dann um die Höhe der Führungsringe
gegeneinander in der Höhe
verschoben angeordnet, so dass die Führungsringe jeweils nur mit
der ihnen zugeordneten Zahnstange in Kontakt kommen. In einem zentralen
Höhenbereich
des Gegenelements ist dabei im verzahnten Bereich eine durchgehende
Verzahnung vorhanden. So kann eine besonders geringe Bauhöhe der Flugzeuglenkung
erreicht werden.
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Weiterhin
vorteilhafterweise ist bei der erfindungsgemäßen Lenkung in dem ersten aktiven
Lenkbereich jeweils nur eine der Zahnstangen in aktiver Position.
In diesem Lenkbereich wird das Flugzeugfahrwerk also lediglich über die
Bewegung einer der Zahnstangen gedreht, während die andere Zahnstange
in einer inaktiven Position ist.
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Dieser
erste aktive Lenkbereich, in welchem jeweils nur eine der Zahnstangen
in aktiver Position ist, umfasst dabei vorteilhafterweise große Lenkwinkel über +/–7°. Solche
Lenkungswinkel sind lediglich beim langsamen Rollen von Nöten, so
dass hier die Lenkung über
eine Zahnstange ausreicht. Je größer der
erste Bereich ist, in dem jeweils nur eine Zahnstange in einer aktiven
Position ist, desto kürzer
können
die Zahnstangen ausfallen, ohne den gesamten aktiven Lenkwinkel
der Lenkung zu vermindern.
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Vorteilhafterweise
bewegt bei der erfindungsgemäßen Lenkung
jede der Zahnstangen das Flugzeugfahrwerk um ein Lenkwinkel von
circa 80° aktiv.
So können
die Zahnstangen relativ kurz gehalten werden, was die Gesamtbreite
des Fahrwerks verringert. Dadurch, dass sich in dem ersten aktiven
Lenkbereich jeweils nur eine der Zahnstangen in aktiver Position
befindet, bleibt der aktive Gesamtlenkwinkel jedoch weiterhin bei
bis zu +/–80°.
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Vorteilhafterweise
sind in einem zweiten aktiven Lenkbereich, und dabei insbesondere
in der Nullstellung der Lenkung, beide Zahnstangen in einer aktiven
Position und können
so über
ihre Linearbewegung das Flugzeugfahrwerk drehen. Insbesondere in
Lenkungsbereichen, in denen ein häufiges Wechseln der Lenkrichtung
von Nöten
ist, sind hierdurch bereits beide Zahnstangen mechanisch mit der
Verzahnung auf dem Gegenelement in Kontakt und ermöglichen
eine schnelle Reaktion der Lenkung.
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Vorteilhafterweise
umfasst dieser zweite aktive Lenkbereich, in welchem beide Zahnstangen
in einer aktiven Position sind, Lenkwinkel kleiner als +/–7°. Dies ist
der beim schnellen Rollen während
des Starts benutzte Lenkwinkelbereich, in dem eine besonders schnelle
Reaktion der Lenkung von Vorteil ist.
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Vorteilhafterweise
werden die Zahnstangen der erfindungsgemäßen Lenkung über jeweils
zwei Hydrozylinder angetrieben.
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Dabei
wird in dem ersten aktiven Lenkbereich das Flugzeugfahrwerk vorteilhafterweise
durch Anlegen einer Druckdifferenz zwischen den Hydrozylindern der
jeweils aktiven Zahnstange gedreht, während die Hydrozylinder der
jeweils inaktiven Zahnstange auf Rücklaufdruck liegen. In dem
ersten aktiven Lenkbereich übernimmt
damit nur die jeweils aktive Zahnstange die Drehung des Flugzeugfahrwerks
innerhalb dieses ersten Lenkbereichs in beide Drehrichtungen. Dadurch
wird das Flugzeugfahrwerk vorteilhafterweise bei großen Lenkwinkeln
von nur einer der Zahnstangen aktive in beide Drehrichtungen gedreht,
bis bei kleinen Drehwinkeln vorteilhafterweise wieder beide Zahnstangen
in aktiver Position sind. So müssen
die von der jeweiligen Zahnstange aktiv erzeugten Lenkwinkel nur
wenig mehr als die Hälfte
des gesamten aktiven Lenkwinkels betragen, da sie sich im wesentlichen
addieren und so den großen
aktiven Gesamtlenkwinkel ermöglichen.
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Weiterhin
vorteilhafterweise wird in dem zweiten aktiven Lenkbereich das Flugzeugfahrwerk
durch Anlegen einer Druckdifferenz zwischen einem Hydrozylinder
der ersten aktiven Zahnstange und einem Hydrozylinder der zweiten
aktiven Zahnstangen gedreht wird, während die anderen zwei Hydrozylinder
auf Rücklauf druck
liegen. Insbesondere verhindert dies, dass die Zahnstangen gegeneinander
arbeiten und so unnötig
mechanisch belastet werden.
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Vorteilhafterweise
sind dabei beide Zahnstangen jeweils von zwei Seiten durch Hydrozylinder
verschiebbar. So sind die Zahnstangen in beide Richtungen einzeln
ansteuerbar.
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Wird
in dem zweiten aktiven Lenkbereich, in welcher beide Zahnstangen
in aktiver Position sind, durch die Linearbewegung der Zahnstangen
das Flugzeugfahrwerk in eine Richtung gedreht, bewegt sich bei diese Drehung
eine der ab einem gewissen Winkel automatisch in die inaktive Position,
so dass diese nicht weiter linear bewegt werden muss, um das Gegenelement
zu drehen. So geschieht der Übergang
zwischen aktiver und inaktiver Position und damit zwischen zweiten
und erstem aktiven Lenkbereich automatisch. Erst wenn sich das Flugzeugfahrwerk
wieder dem zweiten Lenkbereich nähert,
kommen wieder beide Zahnstangen in ihre aktiven Positionen.
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Vorteilhafterweise
werden beide Zahnstangen jeweils von zwei Seiten über Hydraulikkammern
angetrieben. Hierzu weisen die Zahnstangen an beiden Enden Kolben
auf, welche in den als Hydraulikzylinder ausgeführten Hydraulikkammern beweglich
sind. Durch Beaufschlagung der jeweiligen Hydraulikkammer können so
die Zahnstangen linear gegenüber
einem Gehäuse,
welches die Hydraulikkammern umfasst, bewegt werden. Wie bereits
oben beschrieben, kann dieses Gehäuse entweder am Flugzeugfahrwerk
angeordnet sein und sich mit diesem mitdrehen, wobei dann das Gegenelement
momentensteif mit dem Flugzeug verbunden ist. Alternativ kann aber
auch das Gehäuse
flugzeugseitig und somit während
der Lenkung ortsfest angeordnet sein, während das Gegenelement mit
dem Flugzeugfahrwerk verbunden ist.
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Vorteilhafterweise
werden dabei die Hydraulikkammern für unterschiedliche Lenkbereiche
unterschiedlich angesteuert.
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Zur
Drehung des Flugzeugfahrwerks wird dabei vorteilhafterweise nur
zwischen zwei der vier Hydrozylinder eine Druckdifferenz aufgebracht,
während
die anderen zwei Hydrozylinder auf Rücklaufdruck liegen. So kann
verhindert werden, dass die beiden Zahnstangen gegeneinander arbeiten,
wodurch sich unnötige
Belastungen vermeiden lassen.
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Vorteilhafterweise
rasten bei der erfindungsgemäßen Lenkung
die Zahnstangen jeweils automatisch mechanisch in die inaktive Position
ein bzw. rasten wieder aus dieser aus. So muss dies nicht von der
Steuerung angesteuert werden, was den Steuer- und Regelaufwand vermindert
und die Sicherheit erhöht.
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Vorteilhafterweise
weist das Gegenelement einen Bereich mit Verzahnung und einen gegenüberliegenden
Bereich ohne Verzahnung auf. Der Bereich mit Verzahnung entspricht
dabei im wesentlichen dem aktiven Lenkwinkel der Lenkung. Der Bereich
ohne Verzahnung ermöglicht
dabei eine passive Drehung des Flugzeugfahrwerks beim Abschleppen.
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Vorteilhafterweise
weisen die Zahnstangen auf beiden Seiten des verzahnten Bereichs
einen Ausklinkzahn auf, welcher nicht über die gesamte Höhe der übrigen Verzahnung
der Zahnstange ausgebildet ist. So kann der passive Drehwinkel noch
mal erhöht
werden.
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Vorteilhafterweise
verlaufen die Führungsringe
auf dem Gegenelement jeweils in etwa ab der Mitte des Bereichs mit
Verzahnung und mindestens über
einen Teil des Bereichs ohne Verzahnung. Die beiden Ausklinkzähne laufen
damit in beiden inaktiven Positionen auf den Führungsringen, so dass sich
ein großer
passiver Lenkbereich ergibt. Liegt der Führungsring der jeweiligen Zahnstange
gegenüber,
so befindet sich diese in ihrer inaktiven Position. Die Länge des
Bereichs mit Verzahnung, in dem sich der einer Zahnstange zugeordnete
Führungsring
nicht erstreckt, entspricht dabei der Länge des verzahnten Bereichs
auf der Zahnstange.
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Vorteilhafterweise
verlaufen dabei die Führungsringe
auf dem Gegenelement jeweils über
den gesamten Bereich ohne Verzahnung. So ergibt sich ein maximaler
passiver Lenkwinkel von fast +/–360°, da die
passive Drehung des Fahrwerks erst wieder am Mittenzahn stoppt.
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Vorteilhafterweise
verläuft
im Bereich mit Verzahnung auf dem Gegenelement jeweils maximal ein Führungsring.
Der Bereich mit Verzahnung entspricht damit dem aktiven Lenkbereich.
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Vorteilhafterweise
umfasst die erfindungsgemäße Lenkung
ein Lenkungsventilblock zur Ansteuerung der Hydraulikkammern. In
diesem Lenkungsventilblock sind die Ventile angeordnet, welche die
einzelnen Hydraulikkammern mit Druck beaufschlagen und so die Bewegung
der Zahnstangen ansteuern.
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Weiterhin
vorteilhafterweise umfasst die erfindungsgemäße Lenkung einen Lenkungspositionsgeber, der
die Position der Lenkung erfasst. Vorteilhafterweise erfasst der
Lenkungspositionsgeber dabei den Lenkwinkel des Flugzeugfahrwerks,
indem er die Position des Gegenelements misst.
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Weiterhin
vorteilhafterweise umfasst die erfindungsgemäße Lenkung einen Lenkungscontroller
zur Steuerung oder zur Regelung der Lenkung. Dieser Lenkungscontroller
steuert dabei die Position der Zahnstangen oder kann diese in Kombination
mit dem Lenkungspositionsgeber regeln.
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Weiterhin
vorteilhafterweise umfasst die Lenkung einen aktiven und einen passiven
Betriebsmodus, wobei im passiven Betriebsmodus vorteilhafterweise
an allen Hydrozylindern Rücklaufdruck
anliegt. So wird auch im passiven Modus die Flatterdämpfung gewährleistet.
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Ein
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung wird nun anhand von Zeichnungen näher beschrieben.
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Dabei
zeigen:
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1:
eine Lenkung nach dem Stand der Technik,
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2:
eine perspektivische Ansicht der erfindungsgemäßen Flugzeuglenkung in einer
Nullstellung,
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3:
eine Draufsicht der erfindungsgemäßen Flugzeuglenkung in einer
Nullstellung,
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4:
eine Draufsicht der erfindungsgemäßen Flugzeuglenkung in einer
passiven Lenkstellung,
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5:
eine perspektivische Ansicht der erfindungsgemäßen Flugzeuglenkung in einer
passiven Lenkstellung,
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6:
eine perspektivische Ansicht der erfindungsgemäßen Flugzeuglenkung in einer
weiteren passiven Lenkstellung,
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7:
eine Schnittansicht der erfindungsgemäßen Flugzeuglenkung in einer
Nullstellung,
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8:
eine Schnittansicht der erfindungsgemäßen Flugzeuglenkung in einem
ersten Lenkbereich,
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9:
eine Schnittansicht der erfindungsgemäßen Flugzeuglenkung in einem
zweiten Lenkbereich,
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10:
eine Schaltbild der Steuerung der erfindungsgemäßen Flugzeuglenkung.
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In 1 ist
eine Lenkung für
ein Flugzeugfahrwerk gemäß dem Stand
der Technik zu sehen. Die Reifen 1 des Flugzeugfahrwerks
laufen dabei auf einer Fahrwerksachse 8. Das Fahrwerk aus
Reifen 1 und Fahrwerksachse 8 ist drehbar an einer
Lenkachse gelagert, auf der ein Gegenelement 10 mit einem
Bereich 11 mit Außenverzahnung
vorgesehen ist. Mit dem Gegenelement 10 ist eine Zahnstange 2 in
Kontakt, durch deren Bewegung das Flugzeugfahrwerk gedreht werden
kann. Zur Bewegung der Zahnstange 2 in linearer Richtung sind
dabei Zylinder 3 und 4 vorgesehen, welche in einem
mit dem Flugzeug verbundenen Gehäuse
angeordnet sind, in denen an den beiden Enden der Zahnstange 2 angeordnete
Kolben laufen. Durch Beaufschlagen der jeweiligen Zylinder mit Druck
kann also die Zahnstange in die eine oder in die andere Richtung
bewegt werden.
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Die
Zahnstange 2 weist dabei einen Bereich 5 mit Verzahnung
auf, welcher an dem Bereich 11 mit Verzahnung des Gegenelements
angreift, so dass durch eine Bewegung der Zahnstange 2 in
den mit dem Fahrwerk verbundenen Zylindern das Fahrwerk um die Lenkachse
gedreht werden kann. Links und rechts des Bereichs 5 mit
Verzahnung weist die Zahnstange 2 Bereiche 6 und 7 ohne
Verzahnung auf, so dass das Fahrwerk über den aktiv lenkbaren Winkelbereich
hinaus passiv weiterbewegt werden kann, wenn diese Bereiche 6 und 7 dem
Gegenelement 10 gegenüberliegen
und sich die Zahnstange so in einer inaktiven Position befindet.
Das Gegenelement 10 weist ebenfalls einen Bereich 12 ohne
Verzahnung auf, so dass sich in der inaktiven Position der Zahnstange 2 jeweils
Bereiche ohne Verzahnung gegenüberliegen.
Bei einem starken Lenkeinschlag während des Abschleppens des
Flugzeugs liegen sich so die Bereiche 6 und 12 ohne
Verzahnung der Zahnstange 2 und des Gegenelements 10 gegenüber und
ermöglichen
so eine passive Lenkung. Wird das Fahrwerk wieder in einen Bereich
mit einem kleineren Lenkwinkel bewegt, kommt ab einer gewissen Position der
Bereich 11 mit Verzahnung des Gegenelements 10 wieder
mit der Verzahnung der Zahnstange in Kontakt, so dass diese automatisch
aus ihrer inaktiven Position in eine aktive Position bewegt wird.
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Das
erfindungsgemäße Lenksystem
hat nun folgende Funktion- und Leistungseigenschaften, welche mit
denen des Stands der Technik übereinstimmen:
Die
Lenkung wird von einem passiven in einen aktiven Lenkungsmodus umgeschaltet,
wenn der Status „Flugzeug
am Boden" durch
den „weight
on wheel" Signalgeber
erfolgt. Im aktiven Lenkungsmodus führt die Lenkung die Kommandos
aus, die von den Ruderpedalen und/oder dem Lenkungshandrad im Cockpit
eingeleitet werden.
Die Lenkung wird in einen passiven Modus
geschaltet, wenn der Status „Flugzeug
im Flug" durch den „weight off
wheel" Signalgeber
oder durch ein direktes Abschalten durch den Piloten erfolgt.
Das
Lenken wird durch einen geschlossen Regelkreis ausgeführt, welcher
von einem elektrohydraulischen Servoventil und einem am Fahrwerk
angebrachten Lenkungspositionsgeber unterstützt wird.
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Für die Lenkung
ergeben sich in den unterschiedlichen Betriebsarten langsames Rollen
(Taxiing), schnelles Rollen (Take-Off Run) und Abschleppen (Towing)
folgende Lenkwinkel:
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Als
Lenkungsgeschwindigkeit ist dabei eine Winkelgeschwindigkeit von
ca. 15 bis 20° pro
Sekunde von Nöten.
Der passive Lenkwinkel kann bei der vorliegenden Erfindung jedoch
je nach Ausgestaltung auch erheblich größer sein und bis zu +/–360° betragen.
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Da
in der Lenkung nach dem Stand der Technik der gesamte aktive Lenkwinkel,
also insbesondere der Lenkwinkel während dem langsamen und dem
schnellen Rollen, von einer einzigen Zahnstange erzeugt werden muss,
muss diese relativ lang dimensioniert sein, was die Breite der Lenkung
erhöht.
Durch das erfindungsgemäße Verwenden
zweier Zahnstangen zur Drehung des Flugzeugfahrwerks kann die Breite
der Lenkung verringert werden, das sich die beiden Zahnstangen den
aktiven Lenkwinkel teilen, wie aus dem folgenden Ausführungsbeispiel
nach der Erfindung ersichtlich ist.
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In
der in 2 gezeigten erfindungsgemäßen Flugzeuglenkung kommen
nun Zahnstangen 20 und 30 zum Einsatz, welche
mit verzahnten Bereichen 22 und 32 an einem verzahnten
Bereich 11 des Gegenelementes angreifen. Wie im Stand der
Technik ist das Fahrwerk in diesem Ausführungsbeispiel fest mit dem
Gegenelement 10 verbunden, so dass sich dieses mit dem
Flugzeugfahrwerk mitdreht, während
das Gehäuse,
in welchem sich die Zahnstangen 20 und 30 bewegen,
feststeht. Hier wäre
jedoch auch eine umgekehrte Anordnung möglich, bei welcher sich dann
das Flugzeugfahrwerk mit dem daran befestigten Gehäuse der
Zahnstangen drehen würde.
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In
der in 2 gezeigten Nullstellung der Flugzeuglenkung sind
beide Zahnstangen in ihren aktiven Positionen, in welchen sie mit
ihren Verzahnungen an der Verzahnung des Gegenelementes angreifen.
So kann durch die Linearbewegung der Zahnstangen das Gegenelement 10 gedreht
werden. Die Zahnstange 20 weist dabei neben dem Bereich 22 mit
Verzahnung einen linken Bereich 21 ohne Verzahnung auf,
an dessen Oberkante sich ein Ausklinkzahn 26 und ein Führungselement 27 befinden.
Der Ausklinkzahn 26 schließt direkt an den Bereich mit
Verzahnung 22 an, ist aber kürzer als die anderen Zähne und
weist eine angeschrägte Spitze
auf. Das Gegenelement 10 weist lediglich einen über seine
gesamte Höhe
ausgebildeten Mittenzahn 15 auf, während links des Mittenzahns 15 im
unteren Bereich des verzahnten Bereichs 11 ein Führungsring 13 angeordnet
ist und rechts des Mittenzahns 15 im oberen Bereich ein
Führungsring 14 angeordnet
ist. Der Führungsring 13 läuft dabei
ausgehend vom Mittenzahn 15 um das Gegenelement 10 von
oben gesehen im Uhrzeigersinn unterhalb des verzahnten Bereichs 11 und
auf der gegenüberliegenden
Seite des Gegenelements 10 weiter in einem Bereich 12 ohne Verzahnung.
Der Führungsring 14 läuft dabei
ausgehend vom Mittenzahn 15 um das Gegenelement 10 von
oben gesehen gegen den Uhrzeigersinn oberhalb des verzahnten Bereichs 11 und
auf der gegenüberliegenden
Seite des Gegenelements 10 weiter in einem Bereich 12 ohne
Verzahnung. In dem Bereich ohne Verzahnung 12 des Gegenelements
verlaufen also oben und unten die Führungsringe 13 und 14,
während
in dem Bereich mit Verzahnung 11 jeweils maximal ein Führungsring
entweder oben oder unten verläuft.
Der Führungsring 14 liegt
dabei auf der gleichen Höhe
wie der Ausklinkzahn 26 und das Führungselement 27 auf
der Zahnstange 20. Auf der Zahnstange 30 sind
in einem Bereich 31 ohne Verzahnung im unteren Bereich
ebenfalls ein Führungselement 37 und
ein nicht zu sehender Ausklinkzahn 36 angeordnet. Diese
befinden sich auf der gleichen Höhe
wie der Führungsring 13 auf
dem Gegenelement 10. Insgesamt ist damit die Zahnstange 20 um
die Höhe
der Führungsringe 13 bzw. 14 höher angeordnet
als die Zahnstange 30.
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Die
Drehung des Gegenelementes 10 um die Lenkachse wird nun
aus 3 klar. In der gezeigten Nullstellung der Flugzeuglenkung
greifen die verzahnten Bereiche 22 und 32 auf
den Zahnstangen 20 und 30 in den verzahnten Bereich 11 auf
dem Gegenelement 10 ein und können so über ihre Linearbewegung das Gegenelement
um die Lenkachse drehen. Um nun die Breite der Lenkung zu verringern,
sind die Zahnstangen 20 und 30 nur für einen
geringen Winkelbereich von ca. +/–7° in dieser aktiven Position.
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Bewegt
sich die Zahnstange 20 nach rechts und dreht so das Gegenelement 10 im
Uhrzeigersinn, bewegt sich die Zahnstange 30 nach links,
so dass der Bereich mit Verzahnung 32 der Zahnstange 30 nicht
mehr dem verzahnten Bereich 11 auf dem Gegenelement 10 gegenüberliegt.
Dann liegt vielmehr der rechte Bereich 31 ohne Verzahnung
der Zahnstange 30 dem Bereich 12 ohne Verzahnung
auf dem Gegenelement 10 gegenüber, so dass sich die Zahnstange 30 in
ihrer inaktiven Position befindet. Hier läuft dann der Führungsring 14 des
Gegenelements 10 auf dem Führungselement 38 der
Zahnstange 30. Lediglich Zahnstange 20 ist dann
in ihrer aktiven Position und kann durch ihre Linearbewegung das
Gegenelement 10 dre hen. So verteilt sich der aktive Lenkbereich
der erfindungsgemäßen Flugzeuglenkung
auf zwei Zahnstangen, so dass beide erheblich kürzer ausgeführt werden können als
im Stand der Technik. Der Bereich 11 auf dem Gegenelement
mit Verzahnung ist dabei geringfügig
größer ausgelegt
als der Bereich 12 ohne Verzahnung, so dass in der Nullstellung
zwar beide Zahnstangen in ihrer aktiven Position sind, diesen jedoch
bei einer Auslenkung über
+/–7° verlassen.
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Hierdurch
ist ein aktiver Lenkbereich von +/–80° möglich, welcher für das aktive
Fahren des Flugzeugs ausreicht. Dabei erfolgt die aktive Drehung
des Flugzeugfahrwerks in einem relativ großen Bereich durch nur eine
der Zahnstangen, so dass sich die aktiven Lenkwinkel durch die beiden
Zahnstangen zumindest teilweise addieren. So können die einzelnen Zahnstangen
entsprechend kürzer
ausfallen. Um jedoch die noch größeren Lenkwinkel
beim Abschleppen des Flugzeugs zu ermöglichen, können beide Zahnstangen in eine
inaktive Position gebracht werden, in welcher das Flugzeugfahrwerk
um seine Drehachse gedreht werden kann, ohne dass sich die Zahnstangen
weiterbewegen. Die Zahnstangen rasten dabei automatisch in ihre
inaktive Position, wenn das Fahrwerk über den aktiven Lenkwinkel
hinausgedreht wird. Des Weiteren rasten sie auch automatisch wieder
ein, wenn das Fahrwerk zurück
in den aktiven Lenkbereich gedreht wird.
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Dies
ist in 4 dargestellt. Zu sehen ist dabei die Zahnstange 20,
welche maximal nach rechts bewegt wurde. Hierdurch greift der Bereich 22 mit
Verzahnung der Zahnstange 20 nicht mehr an den Zähnen des Bereichs 11 mit
Verzahnung des Gegenelementes 10 an. Vielmehr läuft er mit
seinem im oberen Bereich des Bereichs ohne Verzahnung angeordneten
Führungselement 27 auf
dem gegenüberliegenden
Führungsring 14 des
Gegenelementes 10. Wird das Flugzeugfahrwerk nun weiter
gedreht, läuft
der Führungsring 14 auf
dem Führungselement 27,
ohne dass die Verzahnungen miteinander in Kontakt sind, so dass
die Zahnstange 20 nicht weiter bewegt wird. Wird das Flugzeugfahrwerk
nun wieder gegen den Uhrzeigersinn zurück in Richtung seines aktiven
Lenkbereichs bewegt, läuft
der Führungsring 14 so
lange auf dem Führungselement 27,
bis der Ausklinkzahn 26 mit dem Mittenzahn 15 in
Kontakt kommt und die Zahnstange 20 automatisch in ihre aktive Position
eingeklinkt wird. So können
beide Zahnstangen im wesentlichen auf der gleichen Höhe am Gegenelement 10 angreifen,
wobei aber der leichte Höhenunterschied
und die jeweiligen Führungselemente
und Führungsringe
für ein
automatisches Ein- und Ausrasten von den aktiven in die passive
Stellung und zurück
sorgen.
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Dies
wird nochmals aus der 5 deutlich, welche nun eine
perspektivische Ansicht der in 4 gezeigten
Stellung zeigt. Das Fahrwerk wurde dabei im Uhrzeigersinn soweit
gedreht, dass der Ausklinkzahn 26 dem Führungsring 14 gegenüberliegt
und die Zahnstange 20 in inaktiver Position ist.
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Hierbei
wird ebenfalls deutlich, dass auf der anderen Seite des verzahnten
Bereichs 22 der Zahnstange 20 ein Ausklinkzahn 29 angeordnet
ist, welcher jedoch nicht nur im Bereich des Führungselementes 28, sondern über die
gesamte Höhe
der Zahnstange 20 ausgebildet ist. Ebenso verhält es sich
mit dem Ausklinkzahn 39 auf der Zahnstange 30.
Dies ist dadurch möglich,
da diese Ausklinkzähne 29 und 39 in
den jeweils linken inaktiven Positionen der Zahnstangen dem Bereich 12 des
Gegenelements 10 ganz ohne Verzahnung gegenüberliegen,
während
in den rechten inaktiven Positionen der Zahnstangen sich unter-
bzw. oberhalb der Ausklinkzähne 26 und 36 auf
dem Gegenelement der verzahnte Bereich 11 erstreckt.
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Die
Zahnstange 30 befindet sich in 5 ebenfalls
in inaktiver Position, wobei sie sich jedoch mit dem rechten Bereich
ohne Verzahnung 31 dem Bereich 12 ohne Verzahnung
auf dem Gegenelement 10 gegenübersieht. Da hier auf dem Gegenelement
ohnehin keine Verzahnung angeordnet ist, kann der Ausklinkzahn 39 deshalb
auch auf ganzer Höhe
der Zahnstange 30 ausgebildet sein. Diese läuft nun
mit dem Führungselement 38 im
unteren Bereich der Zahnstange 30 auf den Führungsring 13 des
Gegenelementes 10.
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Somit
befinden sich in 5 beide Zahnstangen in inaktiven
Positionen, in welchen sie durch eine Drehung des Flugzeugfahrwerks
nicht bewegt werden. Würde
nun das Flugzeugfahrwerk gegen den Uhrzeigersinn zurückgedreht
werden, würde
zu erst die Zahnstange 20 durch das Zusammenwirken von Mittenzahn 15 und
Ausklinkzahn 26 wieder in ihre aktive Position gebracht
werden, wobei die Zahnstange 30 sich weiterhin in inaktiver
Position befinden würde.
Erst wenn das Flugzeugfahrwerk wieder soweit gegen den Uhrzeigersinn
verdreht wäre,
dass der Ausklinkzahn 39 auf Zahnstange 30 wieder
dem Bereich 11 mit Verzahnung auf dem Gegenelement gegenüberliegt,
würde auch
die Zahnstange 30 wieder in aktive Position bewegt werden.
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Alternativ
können
aber auch diese Ausklinkzähne 29 und 39 genauso
wie die Ausklinkzähne 26 und 36 lediglich
am oberen bzw. unteren Rand der Zahnstangen angeordnet sein, so
dass sich bei einem Weiterdrehen aus der in 5 gezeigten
Stellung im Uhrzeigersinn die Zähne
des Gegenelements auf der im Bild linken Seite des verzahnten Bereichs 11 oberhalb
des Ausklinkzahns 39 weiterdrehen lassen, während der Ausklinkzahn 39 und
das Führungselement 38 auf
dem Führungsring 13 gleiten.
Die passive Drehbarkeit endet dann erst wieder, wenn der Mittenzahn 15,
bei welchem der Führungsring
endet, gegen den Ausklinkzahn 39 stößt. Damit ergibt sich ein extrem
großer
passiver Lenkwinkel, welcher fast +/–360° erreicht.
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In 6 wurde
das Flugzeugfahrwerk jedoch nochmals gegenüber 5 im Uhrzeigersinn
gedreht. Die Zahnstange 20 liegt mit dem Führungselement 27 und
dem Ausklinkzahn 26 in ihrem oberen Bereich dem Führungsring 14 im
oberen Bereich des Gegenelementes 10 gegenüber. So
kann das Flugzeugfahrwerk um einen Bereich von +/–280° (bzw. bei
Ausklinkzähnen
auf beiden Seiten des verzahnten Bereichs nur am oberen bzw. unteren
Rand der Zahnstangen um einen Bereich von +/–360°) passiv gedreht werden, wobei
der aktive Lenkwinkel lediglich +/–80° beträgt. So werden die gleichen
aktiven und bessere passive Lenkwinkel als im Stand der Technik
erreicht, die Breite der Lenkung wurde aber erheblich verringert.
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In 7 ist
die erfindungsgemäße Flugzeuglenkung
nun in einem Schnitt in etwa auf Höhe der Mitte des verzahnten
Bereichs 11 des Gegenelementes 10 zu sehen. Hier
ist das Führungselement 27 und
der Ausklinkzahn 26 im linken Bereich 21 oh ne
Verzahnung der Zahnstange 20 nicht mehr zu sehen, da sie
sich lediglich im oberen Bereich der Zahnstange befinden. Zu sehen
ist jedoch Ausklinkzahn 29 auf der rechten Seite des verzahnten
Bereichs 22 der Zahnstange 20, da dieser über die
gesamte Höhe
der Zahnstange 20 verläuft.
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An
der Zahnstange 30 sind das Führungselement 37 und
der Ausklinkzahn 36 im linken Bereich 31 ohne
Verzahnung zu sehen, da sie sich unterhalb der Schnittebene befinden.
Auf dem Gegenelement 10 ist der Führungsring 13, welcher
dem Ausklinkzahn 36 und dem Führungselement 37 auf
der Zahnstange 30 zugeordnet ist, ebenfalls zu sehen, da
er sich auch unterhalb der Schnittebene befindet. Aus der Zeichnung
wird klar, dass sich der Führungsring 13 vom
Mittenzahn 15 im Uhrzeigersinn über den gesamten Bereich 11 mit Verzahnung
und weiter über
den gesamten Bereich ohne Verzahnung 12 des Gegenelements 10 erstreckt. Damit
ist die Zahnstange 30 immer dann in einer inaktiven Position,
wenn sie sich entweder mit dem Führungselement 38 oder
mit dem Führungselement 37 dem
Führungsring 13 gegenüber befindet.
Der Bereich auf dem Gegenelement 10 ohne Führungsring 13 ist
dabei genauso lang wie der Bereich 32 mit Verzahnung der
Zahnstange 30.
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Die
Zahnstange 20 weist auf beiden Enden Kolben 24 und 25 auf,
mit welchen sie in Hydrozylindern 41 und 42 verschiebbar
ist. Die Zahnstange 30 weist Kolben 34 und 35 auf,
mit welchen sie in Hydrozylindern 43 und 44 verschiebbar
ist. Durch Beaufschlagen der Hydrozylinder 41 und 42 mit
Druck kann damit die Zahnstange 20 linear verschoben werden,
während
die Zahnstange 30 durch Beaufschlagen der Hydrozylinder 43 und 44 mit
Druck linear verschoben wird. Befinden sich die Zahnstangen dabei
in ihrer aktiven Position, können sie
durch ihre Linearbewegung das Flugzeugfahrwerk über die Drehung des Gegenelementes 10 um
seine Lenkachse drehen. Weiterhin sind Lager 50 für die Zahnstangen
vorgesehen.
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In
einem ersten Lenkbereich, welcher einen Winkelbereich zwischen +/–7° um die Nullstellung
umfasst, greifen dabei die Bereiche 22 und 32 der
Zahnstangen mit Verzahnung beide am Gegenelement an, so dass das
Flugzeugfahrwerk durch die Linearbewegung beider Zahnstangen gedreht
werden kann. In diesem Bereich wird das Flugzeugfahrwerk dadurch
gedreht, dass zwischen den Hydrozylindern 41 und 43 eine Druckdifferenz ΔP angelegt
wird, während
an den Hydrozylindern 42 und 44 lediglich Rücklaufdruck
anliegt. Für
eine Drehung im Uhrzeigersinn muss dabei der Druck im Hydrozylinder 41 größer sein
als der Druck im Zylinder 43, so dass sich die Zahnstange 20 nach
rechts und die Zahnstange 30 nach links bewegt. Für eine Änderung
der Drehrichtung werden die Druckverhältnisse in den Hydrozylindern 41 und 43 umgekehrt,
so dass nunmehr am Hydrozylinder 43 ein höherer Druck
anliegt als am Hydrozylinder 41. Die Zahnstange 30 wird dann
nach rechts und die Zahnstange 20 nach links bewegt.
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Diese
Ansteuerung der Lenkung wird dabei in dem ersten Bereich mit kleinen
Lenkwinkeln verwendet, wie sie beim schnellen Rollen beim Take Off
auftreten und bei dem eine schnelle Reaktion der Lenkung besonders
wichtig ist.
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In 8 wurde
nunmehr durch die Druckdifferenz an den Zylindern 41 und 43 die
Zahnstange 20 nach rechts und die Zahnstange 30 nach
links bewegt. Die Zahnstange 30 ist dabei am Ende ihres
aktiven Bereiches, bei welchem nur noch der letzte Zahn 16 des
verzahnten Bereichs 11 des Gegenelementes 10 am
Ausklinkzahn 39 am rechten Rand des verzahnten Bereichs 32 der
Zahnstange 30 angreift. Wird das Gegenelement 10 noch
weiter im Uhrzeigersinn gedreht, schiebt der letzte Zahn 16 die
Zahnstange 30 soweit nach links, dass sich der Führungsring 13 auf
dem Gegenelement 10 und das Führungselement 38 auf
der Zahnstange 30 gegenüberliegen,
so dass sich die Zahnstange 30 dann in inaktiver Position
befinden würde.
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In 9 ist
nun ein Lenkwinkel von 80° gezeigt,
bei welchem die Zahnstange 30 in inaktiver Position ist
und die Zahnstange 20 gerade noch in aktiver Position.
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In
diesem ersten Lenkbereich zwischen +7° und +80° bzw. zwischen –7° und –80° ist damit
nur noch eine Zahnstange in ihrer aktiven Position. Ist die Zahnstange 20 in
aktiver Position, so wird das Gegenelement nur noch über die
Linearbewegung der Zahnstange 20 gedreht. Hierzu wird an
den Hydrozylindern 41 und 42 eine Druckdifferenz
angelegt, während
an den Hydrozylindern 43 und 44 der Zahnstange 30 lediglich
Rücklaufdruck
anliegt. Bei Drehung im Uhrzeigersinn muss dabei der Druck im Hydrozylinder 41 größer sein
als der Druck im Hydrozylinder 42, während die Druckverhältnisse
in den Hydrozylindern 41 und 42 zur Änderung
der Drehrichtung umgedreht werden. An den Hydrozylindern 43 und 44 der
Zahnstange 30 liegt dagegen Rücklaufdruck an.
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Im
Lenkbereich zwischen –7° und –80°, in welchem
lediglich die Zahnstange 30 in einer aktiven Position ist,
wird die Drehung durch das Anlegen einer Druckdifferenz. zwischen
den Hydrozylindern 43 und 44 erzeugt, während die
Hydrozylinder 41 und 42 der Zahnstange 20 auf
Rücklaufdruck
liegen.
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Da
der linke Ausklinkzahn 26 der Zahnstange 20 oberhalb
der Schnittebene in 9 liegt und damit nicht zu sehen
ist, greift der Mittenzahn 15 auf dem Gegenelement 10 mit
dem letzten normalen Zahn auf der linken Seite der Verzahnung 22 der
Zahnstange 20. Der Ausklinkzahn 26 befindet sich
in 9 aber noch links des Mittenzahns 15,
so dass durch eine weitere Linearbewegung der Zahnstange 20 nach
rechts das Gegenelement 10 noch um einen Zahn weiter Richtung
Uhrzeigersinn gedreht wird, bevor sich das ebenfalls nicht zu sehende
Führungselement 27 auf
der Zahnstange 20 und der Führungsring 14 auf
dem Gegenelement 10 gegenüberliegen, so dass auch die
Zahnstange 20 in ihrer inaktiven Position ist. In dieser
inaktiven Position beider Zahnstangen liegt an allen Hydrozylindern
Rücklaufdruck
an, was die Flatterdämpfung
in diesem passiven Lenkmodus gewährleistet.
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Das
Flugzeugfahrwerk kann dann passiv weiter gedreht werden, während beide
Zahnstangen in ihren inaktiven Positionen sind. Der maximale passive
Lenkwinkel beträgt
dabei je nach Ausführung
der Ausklinkzähne
+/–280° oder +/–360°. Wie gut
an Zahnstange 30 zu sehen ist, wird durch eine Drehung
des Gegenelementes 10 gegen den Uhrzeigersinn die Zahnstange 30 so
lange nicht bewegt, bis der erste Zahn 16 des Gegenelementes
an dem Ausklinkzahn 39 der Zahnstange 30 angreift
und so die Zahnstange 30 automatisch an der richtigen Stelle
wieder in ihre aktive Position einrastet.
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Das
Ein- und Ausrasten in den linken Bereichen der Zahnstangen basiert
auf genau dem gleichen Prinzip, wobei jedoch die Ausklinkzähne 26 und 36 jeweils
nur oben bzw. unten an den Zahnstangen 20 und 30 angeordnet
sind, da der verzahnte Bereich 11 in einem mittleren Höhenbereich
des Gegenelementes 10 den verzahnten Bereichen beider Zahnstangen
gegenüberliegt.
Das automatische Ein- und Ausrasten an der richtigen Position wird
hier durch die Verwendung der Führungsringe 13 und 14 garantiert.
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In 10 ist
nun ein Schaltbild der Ansteuerung der erfindungsgemäßen Lenkung
zu sehen. Oben im Bild sind die Hydrozylinder 43 und 44 zu
sehen, welche an beiden Seiten der lediglich schematisch dargestellten
Zahnstange 30 angeordnet sind und diese bewegen, sowie
die Hydrozylinder 41 und 42, welche auf beiden Seiten
der ebenfalls nur schematisch dargestellten Zahnstange 20 angeordnet
sind und diese bewegen. Die Hydrozylinder 41 bis 44 sind
mit den Ausgängen
eines elektorhydraulischen Ventils 66 verbunden, welches
im wesentlichen zum Umschalten zwischen den unterschiedlichen Steuerarten
der Steuerung dient. Dieses elektrohydraulische Ventil 66 ist
wiederum mit den Ausgängen
eines elektrohydraulischen Servoventils 65 verbunden, welches
zur Umschaltung der Drehrichtung und zur Einstellung der Drehgeschwindigkeit
durch das Erzeugen einer entsprechenden Druckdifferenz dient. Das
elektrohydraulische Servoventil 65 ist einerseits über einen
Hydraulikspeicher 70 mit dem Rücklauf 71 verbunden,
andererseits über
das von einem Magnetventil 63 gesteuerte Bypass/Abschaltventil 64 mit
dem Druckeingang 60. Am Druckeingang befindet sich weiterhin
ein Eingangsfilter für
das Hydrauliköl 61 sowie
ein Rückschlagventil 62.
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Der
federvorgespannte Hydraulikspeicher 70 stellt dabei einen
minimalen Rücklaufdruck
zur Verfügung,
welcher im passiven Modus nötig
ist, um eine effektive Flatterdämpfung
zu gewährleisten.
Zwischen den Hydraulikkammern 43 und 44 bzw. den
Hydraulikkammern 42 und 41 sind Überdruckventile 67 sowie
Antikavitationsventile 68 angeordnet. Die Überdruckventile 67 sorgen
für die
Ableitung von Druckspitzen zum Rücklauf,
während
die mit dem Rücklauf
verbundenen Antikavi tationsventile sicherstellen, dass zu jeder
Zeit Rücklaufdruck
in den Hydraulikkammern ansteht, wenn schnelle Lenkwinkel-Änderungen
oder Oszillationen Kavitation verursachen würden. Des weiteren sind Antiflatterdrosseln 69 an
den jeweiligen Ableitungen zum Rücklauf 71 vorgesehen.
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10 zeigt
die Lenkungssteuerung im passiven Lenkungsmodus, in dem die Lenkung
nicht aktiv gesteuert wird, sondern in welcher an sämtlichen
Hydraulikkammern lediglich der Rücklaufdruck
anliegt. Das Magnetventil 63 ist hierzu nicht geschaltet,
so dass das Bypass/Abschaltventil 64 in seiner Abschaltstellung
steht. Hierdurch liegt über
die Antiflatterdrosseln 69 Rücklaufdruck an den Hydraulikkammern 44 und 41 an.
Die Hydraulikkammern 43 und 42 sind über das
elektrohydraulische Ventil 66 und Antiflatterdrosseln 69 miteinander und
mit dem Rücklauf
verbunden, so dass hier ebenfalls Rücklaufdruck anliegt.
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In
diesem passiven Modus gewährleisten
die Antikavitationsventile, der Hydraulikspeicher und die integrierten
Antiflatterdrosseln, dass das Bugfahrwerk effektiv gegen Flattern
gedämpft
wird.
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Um
in einen aktiven Steuerungsmodus zu schalten, wird das Magnetventil 63 umgeschaltet,
also dass es das Bypass/Abschaltventil 64 mit Druck beaufschlagt
und so in die aktive Stellung bringt. An einem Eingang des elektrohydraulischen
Servoventils 65 liegt damit Druck an.
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Durch
Schalten des elektrohydraulischen Servoventils 65 in seine
rechte Position mit überkreuzten Leitungen
oder in seine linke Position mit parallelen Leitungen kann zwischen
einer Drehung des Flugzeugfahrwerks im Uhrzeigersinn und einer Drehung
gegen den Uhrzeigersinn umgeschaltet werden. Durch Einstellung der
Druckdifferenz kann zudem die Drehgeschwindigkeit eingestellt werden.
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Durch
Umschalten des elektrohydraulischen Ventils 66 kann nun
zwischen unterschiedlichen Betriebsarten gewählt werden. In der gezeigten
Stellung wird dabei eine Druckdifferenz zwischen den Hydraulikkammern 44 und 41 angelegt.
Zum Drehen des Flugzeugfahrwerks im Uhrzeigersinn wird durch Schalten
des Servoventils 65 die Hydraulikkammer 41 mit
höherem
Druck beaufschlagt als Hydraulikkammer 44, während die Hydraulikkammern 42 und 43 jeweils
mit Rücklaufdruck
beaufschlagt sind. Zum Drehen in die umgekehrte Richtung werden
die Druckverhältnisse
zwischen den Hydraulikkammern 44 und 41 durch
Umschalten des Servoventils 65 umgekehrt. Dies entspricht
der Betriebsart, welche in einem Lenkbereich mit kleinen Lenkwinkeln
zum Einsatz kommt, in welchem beide Zahnstangen in einer aktiven
Position sind.
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In
der rechten Position des elektrohydraulischen Ventils 66 liegt
die Druckdifferenz zwischen den Hydraulikkammern 43 oder 44 an,
so dass die Drehung des Flugzeugfahrwerks allein über die
Zahnstange 30 erfolgt. In der linken Position des elektrohydraulischen
Ventils 66 liegt die Druckdifferenz dagegen zwischen den
Hydraulikkammern 41 oder 42 an, so dass hier die
Drehung des Flugzeugfahrwerks allein über die Zahnstange 20 erfolgt.
Diese beiden Betriebsarten werden für den Lenkbereich verwendet,
in welchem jeweils nur eine der Zahnstangen in einer aktiven Position
ist, während
die andere Zahnstange in einer inaktiven Position ist.
