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Steuervorrichtung für Fahrzeuge, insbesondere für Landungsgestelle
von Flugzeugen Die Erfindung betrifft eine Steuervorrichtung für Fahrzeuge, insbesondere
für Landungsgestelle von Flugzeugen, mit einem gegenüber einem festen Fahrgestellteil
schwenkbaren Gestellteil.
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Es ist bekannt, diesen festen Fahrgestellteil und den schwenkbaren
Gestellteil durch Lenkerscheren miteinander zu verbinden, die eine teleskopische
Wirkung der im allgemeinen vorgesehenen Stoßstrebe ermöglichen, aber eine Drehung
des unteren Teiles der Strebe gegenüber ihrem oberen Teil verhindern. Unter Lenkerschere
ist in den folgenden Ausführungen jedes Drehgelenk zu verstehen, das zwei untereinander
drehbar verbundene Teile aufweist.
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Die bekannten, für Landungsgestelleinrichtungen vorgesehenen, insbesondere
durch ein Druckmittel betätigten Steuervorrichtungen bestehen gewöhnlieh aus Einheiten,
die auf dem oberen Teil der Strebe so gelagert oder angeordnet sind, daß sie einen
Halsring in Drehung versetzen, der das Drehmoment über die Lenkerschere oder das
Vordrehgelenk auf den unteren Teil der Stoßstrebe überträgt.
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Erfindungsgemäß wird die Schwenkbewegung der Lenkerschere durch eine
Antriebsvorrichtung bewirkt, deren Länge sich beim Antrieb ändert und die mit ihrem
einen Ende an einem Scherenschenkel, vorzugsweise in der Nähe des Scherengelenkes,
und mit ihrem anderen Ende an einem Fahrgestellteil mit seitlichem Abstand von der
Schwenkachse des genannten Scherenschenkels aasgelenkt ist. Auf diese Weise wird
die unmittelbare Übertragung des
Steuerdrehmomentes auf den mit
dem Bodens in Berührung stehenden Teil verbessert. Es ergibt sich außerdem so eine
einfachere, geringere Herstellungskosten bedingende Konstruktion, und schließlich
wird das Gewicht wesentlich verringert, was gerade für den Flugzeugbau von besonders
großer Bedeutung ist.
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Weitere Verbesserungen und zweckmäßige Ausgestaltungen des Erfindungsgegenstandes
sind an Hand der Abbildung erläutert, in der ein Ausführungsbeispiel der Erfindung
in Form eines Köpfradlandungsgestelles gezeigt ist. Es zeigt Fig. I ein mit einer;
verbesserten Steuervorrichtung versehenes Kopfradlandungsgestell in einer Seitenansicht,
Fig. 2 das Landungsgestell nach Fig. I in einer Vorderansicht, Fig. 3 und 4 Schnitte
nach den Linien 3-3 bzw. 4-4 der Fig. I zur Darstellung der Steuervorrichtung bzw.
eines Scherenschenkels und des Scherengelenkes, Fig. 5 einen Schnitt nach der Linie
5-5 der Fig. 3. Wie die Fig. i und 2 zeigen, besteht das Landungsgestell aus einem
oberen, mit dem Flugzeugkörper verbundenen Landungsgestellteil 12 und einem unteren,
mit dem Boden in Berührung stehenden Landungsgestellteil I4. Um das Einziehen des
Landungsgestelles. zu ermöglichen, kann der obere Teil 12 im Flugzeugkörper durch
kugelförmige Verlängerungsstücke 16 gelagert sein, die auf der sich seitlich erstreckenden
Schiene 18 gebildet sind, wobei die Einziehdrehbewegung des Landungsgestelles mittels
eines geeigneten Gelenksystems erfolgt. Der untere Landungsgestellteil 14 besitzt
ein mit dem Boden in Berührung stehendes Glied, wie z. B. ein Rad 22 und einen oberen
rohrförmigen Teil 24, der in den rohrförmigen Teil 26 des oberen Landungsgestellteiles
teleskopisch eingreift. Die miteinander teleskopisch verbundenen Teile 24 und 26
sind innerlich so gebaut und angeordnet, daß sie in der üblichen Weise als Stoßstrebe
wirken.
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Wie in den Zeichnungen gezeigt, besitzt der obere Landungsgestellteil
zwei voneinander getrennte Lappen 28, die als Traglager für einen Achszapfen 3o
dienen. Der Achszapfen 30 kann sich daher um eine waagerechte Achse drehen,
ist aber durch geeignete Mittel, wie z. B. Halsringe 32 (s. Fig. 3), gegen axiale
Verschiebung gesichert.
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Das eine Ende eines Scherenschenkels 34 ist auf einem von dem Achszapfen
30 getragenen Drehzapfen 36 drehbar gelagert. Der Drebzapfen 36 ist in der
Mitte des Achszapfens 3o angeordnet, und seine Achse bildet einen rechten Winkel
mit dessen Achse. Das äußere Ende des Scherenschenkels kann sich gegenüber dem oberen
Landungsgestellteil 1:2 entweder lotrecht oder seitwärts oder zusammen lotrecht
und seitwärts bewegen; wenn auch die Anordnung mit einem Achszapfen und einem Drehzapfen
eine besonders befriedigende Verbindung des Scherenschenkels mit dem oberen Landungsgestellteil
bildet, so läßt sich jedoch auch eine beliebige andere Verbindung verwenden; bei
welcher das innere Ende des Scherenschenkels in seiner Stellung festgehalten wird,
aber lotrechte und bzw. oder seitliche Bewegungen des äußeren Endes dieses Scherenschenkels
ermöglicht werden. Ein Kugelgelenk würde z. B. eine befriedigende Verbindung des
Scherenschenkels mit dem oberen Landungsgestellteil bilden.
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Der Scherenschenkel 34 erstreckt sich von seiner Drehverbindung mit
dem Achszapfen 30 ab nach außen und nach unten, und sein unteres Ende ist mit dem
äußeren Ende eines Scherenschenkels 38 durch ein Kugelgelenk verbunden. Das innere
Ende des Scherenschenkels 38 ist mit dem unteren Landungsgestelltei1 24 bzw. 14
derart verbunden, daß dieser Scherenschenkel 38 eine Winkelbewegung gegenüber dem
unteren Landungsgestellteil 14 in einer lotrechten Ebene auszuführen vermag, wobei
sich dieser Landungsgestellteil unter dem Einfluß einer durch den Scherenschenkel
38 ausgeübten Steuerkraft um seine Achse drehen muß. Das zwischen dem Scherenschenkel
34 und dem Scherenschenkel 38 angeordnete Kugelgelenk kann aus einer am Ende des
Scherenschenkels 34 befestigten Kugel 4o und einer am Ende des Scherenschenkels
38 vorgesehenen Kugelpfanne bestehen. Die Drehverbindung zwischen dem inneren Ende
des Scherenschenkels 38 und dem unteren Landungsgestellteil 14 kann durch die in
Fig. 4 gezeigte Anordnung gebildet werden, die aus einem Drehbolzen 44 besteht,
welcher von einem breiten Lappen 46 getragen wird, der auf dem unteren Landungsgestellteil
vorgesehen ist und sich durch öffnungen hindurch erstreckt, die in an den Enden
der Scherenschenkelgabeln 5o vorhandenen Lappen 48 vorgesehen sind.
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Das Kugelgelenk 4o-42 verbindet den oberen Scherenschenkel 34 mit
dem unteren Scherenschenkel 38 in der Weise, daß der untere Scherenschenkel 38 und
der untere Landungsgestellteil durch eine seitliche Bewegung des äußeren Endes des
oberen Scherenschenkels 34 um die lotrechte Achse des Landungsgestelles gedreht
werden. Gleichzeitig wird die teleskopische Wirkung des Landungsgestelles zusammen
mit der Winkelbewegung des oberen Scherenschenkels 34 gegenüber dem unteren Scherenschenkel
38 vom Kugelgelenk aufgenommen. Das Kugelgelenk kann durch irgendein anderes
Gelenk ersetzt werden, das in der gleichen Weise arbeitet.
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Die zur Drehung des unteren Landungsgestellteiles nötige Steuerkraft
wird auf den oberen Scherenschenkel 34 durch zwei hydraulische Stellmotoren, 52
und 54 ausgeübt, die je aus einem Zylinder 56 und einem in diesem Zylinder hin und
her bewegbaren Kolben 58 bestehen. (Die innere Konstruktion der hydraulischen Stellmotoren,
die vorzugsweise miteinander identisch sind, ist aus den Fig. 3 und 5 ersichtlich,
in denen Schnitte durch einen der Stellmotoren gezeigt sind.) Jeder Kolben 58 isst
an einer Kolbenstange 6o befestigt, die mit dem Achszapfen 3o neben einem Lager
für diesen Achszapfen drehbar verbunden ist. Jeder Zylinder 56 besitzt eine Verlängerung
62, die mit dem oberen Scherenschenkel 34 neben seinem äußeren, d. h. unteren Ende
drehbar verbunden ist. Die
Kolbenstangen 6o sowie die Zylinderverlängerungen
62 sind auf Drehzapfen 64 drehbar gelagert, deren Achsen mit der Achse des
Drehzapfens 36 parallel sind. Um die Reibung auf ein Mindestmaß . zu ermäßigen,
können sämtliche Lagerstellen 64 und die Lagerstelle 36 mit Nadellagern versehen
sein.
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Die Kolbenstange des Stellmotors 52 ist mit dem linken und
die Kolbenstange des Stellmotors 54 mit dem rechten Achszapfenende verbunden. Infolge
der auseinanderlaufenden Winkel zwischen den Achsen der Motoren und des oberen Scherenschenkels
34 sucht ein innerhalb der Motoren entstehender Druck, der eine Verlängerung der
einen und eine Verkürzung der anderen Verstellstrebe bewirkt, den oberen Scherenschenkel
um die lotrechte Achse des Landungsgestelles zu drehen und auf das Kugelgelenk 4o-42
eine tangentiale Kraft auszuüben.
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Gegebenenfalls kann die Stellung der Zylinder und der Kolben auch
umgekehrt sein. Der Zylinder kann mit dem Achszapfen und der Kolben mit dem Scherenschenkel
34 drehbar verbunden sein. Außerdem können Kugelgelenkverbindungen verwendet werden,
um die hydraulischen Motoren mit dem oberen Landungsgestellteil zu verbinden, vorausgesetzt,
daß diese Verbindungen von der Mitte des Landungsgestelles genügend weit entfernt
sind, damit die hydraulischen Motoren das erforderliche Steuerdrehmoment entwickeln
können.
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Wie Fig. 2 zeigt, sind die hydraulischen Motoren mit dem (nicht dargestellten)
Steuerventil durch Steuerleitungen 68 und 70 verbunden. Das Steuerventil
kann entweder auf dem Landungsgestell oder an irgendeiner verhältnismäßig entfernten
Stelle des Flugzeuges angeordnet sein. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel ist
angenommen worden, daß das Steuerventil auf dem Flugzeugkörper angeordnet ist. Die
Steuerleitung 68 steht mit dem äußeren, d. h. unteren Raum des Stellmotors 52 und
mit dem inneren, d. h. oberen Raum 72 des Stellmotors 54 in Verbindung. Die Steuerleitung
70 ist mit dem äußeren Raum 74 des Motors 54 und mit dem inneren Raum des Stellmotors
52 verbunden. Jede Steuerleitung ist durch einen Seitenkanal 76 und einen
(nicht dargestellten) durchkreuzenden Kanal mit dem äußeren Raum des zugeordneten
Motors verbunden. Die Verbindung der entgegengesetzten Enden der entgegengesetzten
Motoren miteinander erfolgt durch Leitungen 78, die, wie gezeigt, schleifenförmig
ausgebildet sind, um bei einer Bewegung der Steuervorrichtung in der einen oder
anderen Richtung Änderungen im Abstand der Leitungsendern voneinander auszugleichen.
Der Innenraum eines jeden Stellmotors ist mit der zugehörigen Leitung 78 durch einen
Kanal 8o (s. Fig. 5) verbunden.
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Die verbesserte Steuervorrichtung nach der Erfindung arbeitet wie
folgt: Wenn das Steuerventil, das von der üblichen Bauart sein kann, in der Weise
betätigt wird, daß es die Steuerleitung 68 mit der Druckmittelquelle und die Steuerleitung
70 mit dem Ablaufbehälter verbindet, so gelangt Druckmittel in den Außenraum des
Motors 52 und den Innenraum des Motors 54, was zur Folge hat, daß sich der Stellmotor
auszudehnen und der Motor 54 zu verkürzen sucht. Die auf die beiden Motoren ausgeübte
Gesamtkraft entwickelt somit ein Drehmoment, das bestrebt ist, den oberen Scherenschenkel
34, den unteren Scherenschenkel 38 und unteren Landungsgestellteil um die lotrechte
Achse des Landungsgestelles entgegen dem Uhrzeigersinn zu drehen.
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Wird das Steuerventil in der Weise betätigt, daß es die mit der Druckmittelquelle
und die Steuerleitung 68 mit dem Ablaufbehälter verbindet, so gelangt Druckmittel
in den Außenraum des Stellmotors 54 und in den Innenraum des Stellmotors 52, was
zur Folge hat, daß sich der Stellmotor 54 auszudehnen und der Stellmotor 52 gleichzeitig
zu verkürzen sucht. Die auf die beiden Motoren ausgeübte Gesamtkraft entwickelt
somit ein Drehmoment, das bestrebt ist, den oberen Scherenschenkel 34, den unteren
Scherenschenkel 38 den unteren Landungsgestellteil um die lotrechte Achse des Landungsgestelles
im Uhrzeigersinn zu drehen.
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Um eine Folgesteuerung der Steuervorrichtung zu können Folgeseile
und 84 vorgesehen sein. Durch Verbindung der Seile in der gezeigten Weise mit dem
oberen Scherenschenkel 34 und mit dem Steuerventilkörper kann bewirkt werden, daß
das Steuerventilgehäuse bei einer Drehung des Scherenschenkels 34 dem Ventilelement
folgt, wodurch das Ventil nach Erreichung des für die Winkelsteuerbewegung gewählten,
Betrages in die Überdeckungsstellung gebracht wird.
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In der Rollstellung des Fahrgestelles liegt der untere Scherenschenkel
38 zur Achse des Landungsgestelles im wesentlichen senkrecht. Bei dieser Anordnung
besitzt durch den oberen Scherenschenkel 34 auf den unterem Scherenschenkel 38 ausgeübte
Steuerkraft den größten Momentarm und infolgedessen auch das größte Steuerdrehmoment;
während der ganzen Dauer der Arbeit der Steuervorrichtung kann das Landungsgestell
lotrechte Abweichungsbewegungen frei ausführen, und die Größe des durch die Stellmotoren
entwickelten Drehmomentes ändert sich nur wenig in der Nähe der statischen, d. h.
normalen Stellung. Wenn sich das Landungsgestell ausdehnt, so wird das Drehmoment
kleiner, aber das erforderliche Steuerdrehmoment ist auch kleiner.
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Die Steuervorrichtung wirkt auch als Sch ude -bewegungsdämpfer, um
die Drehschwingungen des unteren Landungsgeste ltei-les zu begrenzen. Wenn die Steuervorrichtung
nicht zum Steuern benutzt so kann das Rad eine rollende Bewegung ausführen. Bei
dieser rollenden Bewegung muB das Rad Druckmittel durch die Leitungen 78 in Bewegung
setzen. Wird nun, wie gezeigt, der des Kanals 8o hinreichend klein gewählt, so kann
der DruckmitteldurchfluB genügend weit verringert werden., um jedes Bestreben des
Rades zum Schleudern zu dämpfen. Durch diese Anordnung des Drosselkanals wird zwar
die Drehgeschwindigkeit
während der Steuerung begrenzt, aber dieses
Merkmal ist gerade wünschenswert, da hierdurch übermäßig scharfe Drehungen vermieden
werden. Wenn das Steuerventil vom Landungsgestell getragen wird, so kann eine vereinigte
Roll-und Schleuderdämpfungswirkung dadurch erhalten werden, daß das Steuerventil
mit einem Drosselkanal versehen wird, der die Stellmotoren 52 und 54 miteinander
verbindet, wenn sich das Ventil in der neutralen Stellung befindet.
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Die aus dem einen Scherenschenkel 3.4 und den beiden Stellmotoren
bestehende Steuervorrichtung kann, wenn dies vorgezogen wird, an die Stelle des
unteren Scherenschenkels 38 treten, wobei ein üblicher oberer Scherenschenkel verwendet
wird. Oder es können auch beide Scherenschenkel mit Steuervorrichtungen dieser Art
versehen werden, wodurch der Winkelsteuerweg vergrößert wird. Es könnte auch ein
einziger Steuermotor verwendet werden, wenn auch eine solche Anordnung gegenüber
der dargestellten Vorrichtung gewisse Nachteile besäße.
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Wenn es auch denkbar wäre, daß die hydraulischen Stellmotoren ohne
den Scherenschenkel verwendet werden, so wird dieser jedoch in fast allen, wenn
nicht in allen Anlagen für erforderlich gehalten, weil der Unterschied zwischen
den wirksamen Oberflächen der oberen und der unteren Seite eines jeden Kolbens,
infolge der Anordnung der Kolbenstange auf -der einen Seite, es ermöglichen würde,
daß die größere Kraft, die den Motor auszudehnen sucht, die kleinere Kraft überwiegt;
die bestrebt ist, den Motor zu verkürzen, was zur Folge hätte, daß die beiden Motoren
ihre voll ausgedehnte Stellung gleichzeitig erreichen, wodurch die Steuervorrichtung
unwirksam wäre.
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Wenn auch die hier beschriebene, durch ein Druckmittel betätigte Vorrichtung
hauptsächlich dann zweckmäßig ist, wenn die gesteuerten und feststehenden Teile
des Fahrzeuges miteinander' teleskopisch verbunden sind, so kann die Vorrichtung
auch in Verbindung mit einer Bauart verwendet werden, bei welcher die gesteuerten
und die feststehenden Teile des Fahrzeuges nicht teleskopartig gegeneinander bewegbar
sind.
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Wenn auch eine besondere Ausführungsform der Erfindung beschrieben
wurde, so ist doch für den Fachmann selbstverständlich, daß der durch die Erfindung
erstrebte Zweck auch durch andere Bauarten erreicht werden kann, die in gewissen
Beziehungen von der beschriebenen und dargestellten Ausführungsform verschieden
sind, ohne daß hierbei von dem Erfindungsgedanken abgewichen wird.