Harmonic Drive AG - Harmonicdrive.aero

Anwendungen Luftfahrt
Redundantes Getriebe
Sicherheitskritische Applikationen gem. FAR 25 fordern, dass ein
einfacher Fehler nicht zu einem katastrophalen Versagen des
Systems führen darf. Da hier nur die prinzipielle Möglichkeit eines
Versagens betrachtet wird, ist bei mechanischen Systemen eine
redundante Auslegung mit parallelem Lastpfad erforderlich, der
nicht durch Einzelversagen blockiert werden kann. Diese Forderungen
haben zu einem speziellen Design mit redundantem
Aufbau geführt. Vorteilhaft ist hierbei die Tatsache, dass das
Harmonic Drive Getriebe zum einen eine geringe Anzahl von
Bauteilen aufweist, und zum anderen die Versagensmuster des
Getriebes bekannt sind. So stellt z. B. die Flexspline-Auslegung
sicher, dass ein Zahnbruch nicht zum Blockieren des Getriebes
führen kann.
Im konkreten Fall (zum Patent angemeldet) werden über eine
gemeinsame Antriebswelle zwei HFUS-Getriebe in Spiegelanordnung
angetrieben, in dem Wave Generator, Flexspline und Circular
Spline doppelt vorhanden sind. Die Konstruktion stellt sicher, dass
die Last auf beide Getriebehälften gleichmäßig verteilt wird.
Kommt es zum Ausfall einer Getriebehälfte, so ist die zweite immer
noch in der Lage, die auftretenden Lasten zu ertragen.
Trolley Lift für Airbus
Im Airbus A380 werden Aufzüge benutzt, um die Essenswagen
zwischen den verschiedenen Stockwerken des Flugzeugs zu transportieren.
Diese Aufzüge sind von der Firma ESW Extel Systems
Wedel entwickelt worden. Für den Antrieb wird aufgrund der
Kompaktheit und Zuverlässigkeit ein Harmonic Drive Getriebe
eingesetzt. Besonderes Augenmerk wird dabei auf eine möglichst
geräuscharme Integration gelegt, um dem Komfortbedarf der
Passagiere Rechnung zu tragen. Der Aufzug selbst ist ein sicherheitskritisches
Bauteil.
Erstmals zum Einsatz gekommen sind die Trolley Lifts an Bord der
A340-600 und versehen hier bereits erfolgreich ihren Dienst. Das
eingesetzte Harmonic Drive Getriebe ist eine modifizierte Unit in
Edelstahlbauweise, bei der die besonderen Einbauverhältnisse
und Umgebungsbedingungen berücksichtigt wurden.
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Aviation Applications
Redundant Gear
Safety critical applications according to FAR 25 require that a single
point failure does not lead to a catastrophic result. This is only based
on the general possibility of such a malfunction, which means that
mechanical systems require a redundant design with a parallel load
path. Furthermore, it has to be ensured that the failure modes allow
that a failure in one path does not block the second load path. These
requirements result in a special design, which provides such a
redundant layout. An advantageous feature of the Harmonic Drive
gear is here the low number of parts and the knowledge of the
different possible failure modes. For example, the Flexspline design
ensures that a tooth crack will not block the gear.
In this specific case (patent applied for), a single input shaft drives
two HFUS gears in mirror arrangement, where Wave Generator,
Flexspline and Circular Spline are doubled. The special design ensures
that the incoming load is distributed over both load paths in an
equal way. In the case of a failure on one gear the second set is still
able to carry the applied loads.
Trolley Lift for Airbus
On board of the Airbus A380 special elevators are used in order to
transport the catering trolleys between the different levels of the
aircraft. These elevators have been developed by ESW Extel Systems
Wedel. Harmonic Drive gears are used for actuation, because of their
compactness and reliability. Special attention was given to a noisereduced
integration in order to reflect passenger demands with respect
to comfort. The lift itself is a safety-critical element.
The trolley lifts have been used first on the A340-600, where they
are now successfully in service. The Harmonic Drive gear used is a
modified unit made in stainless steel, which takes into account the
special requirements with respect to available space and environmental
conditions.