DE1230531B

DE1230531B - Bremseinrichtung fuer Seilschleppwinden, insbesondere in Luftziel-Schleppsystemen

Info

Publication number: DE1230531B
Application number: DED47010A
Authority: DE
Inventors: Manfred Pohl; Horst Deppner
Original assignee: Dornier System GmbH
Current assignee: Dornier System GmbH
Priority date: 1965-04-10
Filing date: 1965-04-10
Publication date: 1966-12-15
Also published as: GB1065837A; US3333821A; FR1470045A

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. CL:

B66d

B64d
Deutsche Kl.: 35 c-3/02

Nummer: 1230 531

Aktenzeichen: D 47010 XI/35 c

Anmeldetag: 10. April 1965

Auslegetag: 15. Dezember 1966

Schleppkörper zur Zieldarstellung werden üblicherweise von Flugzeugen mitgeführt und erst im Einsatzraum vom Flugzeug gelöst und auf einen Sicherheitsabstand ausgespult. Als Schleppmittel dient in der Regel ein dünner Stahldraht. Die Ausspulgeschwindigkeit muß dabei reguliert werden, um den störungsfreien Ablauf des Ausspulvorganges sicherzustellen. Insbesondere muß auch durch rechtzeitig eingeleitete Bremsmaßnahmen verhindert werden, daß der Ausspulvorgang nach Ablauf der letzten Drahtwicklung auf der Winde ruckartig beendet wird, denn damit bestünde die Gefahr des Seilrisses. Vom Mitführen einer großen Sicherheitslänge des Schleppseiles sieht man aus Raum- und Gewichtsgründen in der Regel ab.

Die Regulierung des Ausfahrvorganges kann sich auf reine Bremsmaßnahmen beschränken, da der Luftwiderstand des Schleppkörpers und des Schleppseiles eine genügend große Zugkraft zum Abspulen liefert. Es soll in der Folge nur solch ein Schleppsystem betrachtet werden, bei dem der Schleppkörper lediglich ausgefahren wird und nach Gebrauch durch Kappen des Seiles gemeinsam mit dem Schleppseil abgeworfen wird.

Der an der Seiltrommel angreifende Seilzug nimmt während des Ausfahrvorganges ständig zu, da zum Luftwiderstand des Schleppkörpers der Luftwiderstand des Schleppseiles selbst hinzukommt, der mit zunehmender Schlepplänge ein Mehrfaches des Schleppkörperwiderstandes erreicht. Bedingt durch den immer größer werdenden Luftwiderstand, je weiter sich der Schleppkörper vom Flugzeug entfernt, wird auch das Schleppseil immer rascher ausgespult, so daß schließlich die Ausspulgeschwindigkeit ein unerträgliches Maß erreicht. Es muß mit Hilfe einer Bremseinrichtung, besonders am Ende des Schleppseiles, dafür gesorgt werden, daß die Ausspulgeschwindigkeit allmählich abgebremst wird.

Es sind hierbei alle Bremsmaßnahmen, bei denen nur ein konstantes oder annähernd konstantes Bremsmoment angewendet wird, ungeeignet oder zumindest unzureichend. Auch die manuelle Bedienung einer Seilbremse hat gewisse Nachteile, da Bedien- und Kontrollgeräte erforderlich sind und die Gefahr des Seilruckens durch ungleichförmige Bremsung besteht. Schließlich ist schon die Tatsache, daß eine Bedienungsperson erforderlich ist, von Nachteil, da in diesem Fall die Anwendung des Bremssystems bei unbemannten Schleppflugzeugen, die vielfach verwendet werden, ausscheidet. Die manuelle Bedienung der Bremseinrichtung nimmt schließlich einen Teil der Aufmerksamkeit des Piloten in Anspruch, der

Bremseinrichtung für Seilschleppwinden,
insbesondere in Luftziel-Schleppsystemen

Anmelder:

Dornier System G. m. b. H., Friedrichshafen

Als Erfinder benannt:

Manfred Pohl,

Horst Deppner, Mimmenhausen (Bad.)

üblicherweise während dieses Vorganges ohnehin mit anderen Funktionen beschäftigt ist. Es wurde auch schon vorgeschlagen, das Schleppseil durch eine zickzackförmige Klemmvorrichtung vor der Seiiao trommel laufen zu lassen, wodurch eine gewisse selbsttätige Bremsung möglich ist. Diese Bremsvorrichtung bringt eine zusätzliche, unerwünschte mechanische Belastung des Schleppseiles mit sich. Es besteht auch die Gefahr, daß nach einem Ruck die Seiltrommel als Folge ihrer Trägheit schneller weiterdreht, als es dem Seilablauf entspricht, wodurch ernsthafte Störungen entstehen können. Das bei diesem System vorgeschlagene verdickte Seilende zur Abbremsung des Endruckes bringt außerdem weitere Komplikationen bezüglich der Herstellung des Seiles mit sich.

Bekannt ist auch eine Bremseinrichtung, die als Fliehkraftbremse ausgebildet ist. Sie weist eine mit der Seiltrommel drehbare Bremshalterung mit in Richtung der Fliehkraft frei beweglichen Bremsbacken auf. Rotiert nun die Bremshalterung, so werden die Bremsbacken durch die Fliehkraft an die Wandung der Bremstrommel gedrückt und somit die Drehzahl solange reduziert, bis die Anpreßkraft nachläßt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Bremseinrichtung für Seilschleppwinden, insbesondere Seilwinden in Luftziel-Schleppsystemen, zu schaffen, die selbsttätig und belastungsabhängig arbeitet und die Seilwinde kurz vor Ablauf des Seiles ruckfrei bis zum Stillstand abbremst. Ausgehend von der bekannten Bremseinrichtung mit Fliehkraftbremse, die eine mit der Seiltrommel drehbare Bremshalterung mit in Richtung der Fliehkraft frei beweglichen Bremsbacken und eine die Bremsbacken umgebende feststehende Bremstrommel aufweist, wird die Aufgabe erfindungsgemäß dadurch

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gelöst, daß die Verbindung zwischen der Seiltrommel und der Bremshalterung durch mindestens eine in Abhängigkeit von einer Seilort-Meßeinrichtung schaltende Entriegelungsvorrichtung lösbar ist und daß ein Druckglied in Abhängigkeit von einer Relativbewegung zwischen Bremshalterung und Seiltrommel einen definierten zusätzlichen Anpreßdruck auf die Bremsbacken gibt. Die Bremshalterung läuft im verriegelten Zustand mit der Seiltrommel um. Im entriegelten Zustand wird sie unter der Wirkung der Bremskraft relativ zur Trommel verdreht. Hierbei wird ein zusätzlicher Anpreßdruck auf die Bremsbacken der Fliehkraftbremse erzeugt.

Die nähere Erläuterung der Erfindung erfolgt an Hand von Anwendungsbeispielen und Zeichnungen.

F i g. 1 zeigt einen Querschnitt durch die Ausspulwinde mit Fliehkraftbremse;

F i g. 2 zeigt die Gestaltung des Kurvenkörpers zur Erzeugung des zusätzlichen Anpreßdruckes (Schnittt, B aus Fig. 1);

Fig. 3a, 3b, 3c zeigen Schnitte durch eine Seilwinde mit der Möglichkeit zur gestuften Endabbremsung.

Die Ausspulwinde nach F i g. 1 setzt sich aus folgenden Hauptteilen zusammen: der Seiltrommel 1, der Bremshalterung 2, den Bremsbacken 3 und dem flugzeugfesten Gehäuse 4, dessen Innenwandung zugleich als Bremstrommel für die Fliehkraftbremse dient. Beim Ausspulvorgang rotiert die Seiltrommel 1 und die Bremshalterung 2 mit Bremsbacken 3 gemeinsam um die Achse 0. Die mit einem Langloch versehene Bolzenverbindung 5 erlaubt den Bremsbacken 3, sich entsprechend der auftretenden Fliehkraft radial zu bewegen und an die Innenwandung des Gehäuses 4 anzudrücken. 6 ist der Bremsbelag. Die Fliehkraftbremse arbeitet selbstregulierend und stetig. Bei Abweichen von der Solldrehzahl vergrößert bzw. verkleinert sich das Bremsmoment quadratisch. Jegliche ruckartigen Beanspruchungen sind ausgeschlossen.

Zum völligen Abbremsen der Seiltrommel vor Ablauf des Seiles wird der auf den Bremsbacken 3 wirkenden Fliehkraft eine konstante Federkraft überlagert. Dies wird erreicht mit Hilfe einer Entriegelungsvorrichtung 7, bestehend aus Arretierungsbolzen 11 und Feder 12 zur Entriegelung der Seiltrommel 1 und der Bremshalterung 2 einer seiltrommelfesten Nockenscheibe 8 und einem Druckglied 9. Wenn die über der Seilort-Meßeinrichtung 18 liegenden Windungen des Schleppseiles 10 die Seiltrommel 1 verlassen, kann sich der Arretierungsbolzen 11 unter dem Druck der Feder 12 radial zur Trommel 1 nach außen bewegen und rastet dadurch aus der Bohrung 13 der Bremshalterung 2 aus. Seiltrommel 1 und Bremshalterung 2 verdrehen sich jetzt gegeneinander, da auf die Teile gegensinnig Momente vom Seilzug und von der Bremskraft her ausgeübt werden. Die strichpunktiert eingezeichnete Arretierungsnadel 19 erlaubt, den Bolzen 11 so lange gegen den Druck der Feder 12 festzuhalten, bis die unterste Seillage auf die Seiltrommel 1 aufgewickelt ist.

Der weitere Verlauf ist aus F i g. 2 besser zu ersehen. Während der Verdrehung wird der federbelastete Bolzen 14 des Druckgliedes 9 auf der Nockenscheibe 8 geführt, wobei er die Feder 15 komprimiert. Durch die entsprechende zusätzliche Federkraft werden die Bremsbacken 3 verstärkt gegen die Bremstrommel gedrückt. In der Endlage wird der Bolzen 14 durch eine Nase 16 der Nockenscheibe 8 fixiert. Auf diese Weise wird dem fliehkraftabhängigen Bremsmoment ein konstantes Bremsmoment überlagert, das von der Federcharakteristik der Feder 15 und dem durch die Gestalt der Nockenscheibe 8 bedingten Hubweg des Bolzens 14 abhängt. In F i g. 2 ist die Nockenscheibe symmetrisch ausgebildet. Die Winde kann dadurch in beiden Drehrichtungen betrieben werden.

ίο Die F i g. 3 a, 3 b und 3 c erläutern die Wirkungsweise einer Weiterbildung der Erfindung, die eine Endabbremsung mit gestuftem Bremsmoment zuläßt. Die Endabbremsung verläuft dabei weicher. Sie enthält folgende Abänderungen und Ergänzungen, verglichen mit der in den Fig. 1 und 2 beschriebenen Grundeinrichtung. Die Nockenscheibe 8 mit dem Grundradius r₀, die hier zweiteilig ausgebildet ist, um die Bremskraft von zwei Bremsbacken 3, 3' steuern zu können, weist jeweils zwei verschieden vergrößerte Radien r_t und r₂ auf. Dabei ist r₂ größer als T₁ und T₁ größer als r₀.

Außer der bereits beschriebenen Entriegelungsvorrichtung 7 ist eine zweite Entriegelungsvorrichtung Ύ eingebaut, derart, daß diese zu einem zeitlich späteren Zeitpunkt anspricht. Das ist z. B. dadurch zu erreichen, daß die Entriegelungsvorrichtung 7' axial seitlich neben der Entriegelungsvorrichtung 7 angeordnet wird. Die zur Entriegelungsvorrichtung 7' in der Bremshalterung 2 gehörige Vertiefung für den Arretierungsbolzen 11' ist als Längsnut 17 ausgebildet. Die Länge der Längsnut 17 ist von der Länge des Radiussegmentes r_x der Nockenscheibe 8 abhängig.

Beim gezeigten Ausführungsbeispiel erfolgt die Endabbremsung des nahezu vollständig ausgespulten Schleppseiles in zwei Stufen. Sowie die letzte Seillage über die Entriegelungsvorrichtung 7 abgespult ist, rastet der Arretierungsbolzen 11 aus der Bohrung 13 aus, und die Seiltrommel kann sich gegenüber der Bremshalterung 2 mit den Bremsbacken 3, 3' verdrehen. Die Federn des Druckgliedes 9 und 9' werden beim Auflaufen auf die vergrößerten Radien der Nockenscheibe 8 komprimiert und verstärken den Anpreßdruck der Bremsbacken 3 und 3'. Diese erste Verdrehung wird beendet, wenn der Arretierungsbolzen 11' der Entriegelungsvorrichtung T den Anschlag der Längsnut 17 erreicht. Dieser zur ersten Stufe gehörende Andruck der Bremsbacken 3, 3' bleibt so lange in der in Fig. 3b gezeigten Lage bestehen, bis auch die Entriegelungsvorrichtung 7' nach Abspulen der darüberliegenden Seillagen in Tätigkeit tritt und der Bolzen 11' ausrastet. Nun kann sich die Trommel mit der Nockenscheibe 8 weiterdrehen, bis die in F i g. 3 c gezeigte Endlage erreicht wird. Der Anpreßdruck wird dabei weiter gemäß dem sich vergrößernden Radius der Nockenscheibe 8 verstärkt.

Die gezeigten Beispiele erläutern nur schematisch das Prinzip der Erfindung; selbstverständlich sind Variationen möglich, bzw. technisch zweckmäßigere Gestaltungen. So ist es für das Wesen der Erfindung unerheblich, ob ein oder mehrere Bremsbacken verwendet werden, vorteilhaft sind Paare sich gegenüberliegender Bremsbacken. Bei der stufenhaften Bremsung kann, wie gezeigt wurde, der Bremsdruck aller Bremsbacken verstärkt werden. Es ist aber auch möglich, Bremsbacken bzw. Bremsbackenpaare in der zweiten Stufe mit gleichem Bremsdruck zu-

zuschalten. Die Zahl der Stufen ist schließlich nicht auf zwei festgelegt, sondern kann nach dem gleichen Prinzip weiter vervielfacht werden. Schließlich brauchen die Entriegelungsvorrichtungen für die höheren Stufen nicht unbedingt jeweils mit einer weiteren, zugehörigen Seilort-Meßeinrichtung verbunden zu sein. Die Auslösung der höheren Stufen kann z. B. auch von der Seilort-Meßeinrichtung der ersten Stufe aus erfolgen, unter Dazwischenschaltung von Zeitverzögerungsgliedern bekannter Bauart.

Die Haltenasen 16 zur Beendigung der Verdrehungsbewegungen zwischen Seiltrommeln und Bremshalterung können auch an anderen Stellen der Berührungsfläche zwischen den beiden Bauteilen angebracht sein, um günstigere Hebelwirkungen zu erzielen.

Die beschriebene Bremseinrichtung hat zusammengefaßt folgende Vorteile: Sie arbeitet selbsttätig und selbstregulierend, paßt sich den jeweiligen Belastungen an und führt eine ruckfreie Endabbremsung kurz vor Ablauf des Seiles durch. Im Gegensatz zu der eingangs erwähnten Klemmvorrichtung arbeitet die beschriebene Bremseinrichtung feinfühliger, da sie quadratisch auf Belastungsänderungen anspricht. Die Störanfälligkeit ist äußerst gering, da nur mechanische Elemente verwendet werden und ein robuster Aufbau möglich ist. Der Raum- und Gewichtsbedarf ist gering, zusätzliche Kontrolleinrichtungen sind nicht erforderlich.

Claims

Patentansprüche: 30

1. Bremseinrichtung für Seilschleppwinden, insbesondere in Luftziel-Schleppsystemen, mit einer Fliehkraftbremse, die eine mit der Seiltrommel drehbare Bremshalterung mit in Richtung der Fliehkraft frei beweglichen Bremsbacken und eine die Bremsbacken umgebende feststehende Bremstrommel aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung zwischen der Seiltrommel (1) und der Bremshalterung (2) durch mindestens eine in Abhängigkeit von einer Seilort-Meßeinrichtung (18) schaltende Entriegelungsvorrichtung (7) lösbar ist und daß ein Druckglied (9) in Abhängigkeit von einer Relativbewegung zwischen Bremshalterung (2) und Seiltrommel (1) einen definierten zusätzlichen Anpreßdruck auf die Bremsbacken (3) gibt.

2. Bremseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckglied (9) in Abhängigkeit von einer seiltrommelfesten Nockenscheibe (8) bei der Relativdrehung der Bremshalterung (2) gesteuert wird.

3. Bremseinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckglied (9) aus einem federbelasteten Bolzen (14, 15) besteht.

4. Bremseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Entriegelungsvorrichtung (7) einen gegen Federspannung eingerückten Arretierungsbolzen (11) aufweist, der zum Verriegeln der Seiltrommel (1) mit der Bremshalterung (2) direkt oder über weitere mechanische Glieder durch die Spannung eines Teiles der unteren Lage des auf die Trommel aufgewickelten Schleppseiles (10) im Eingriff gehalten wird und nach Ablauf dieser Seilwindungen selbsttätig der Federspannung folgend ausrückt.

5. Bremseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch eine stufenweise Verdrehmöglichkeit der Bremshalterung (2) gegenüber der Seiltrommel (1) unter Verwendung weiterer, den jeweiligen Stufen zugeordnete Entriegelungsvorrichtungen (T), wobei den jeweils höheren Stufen größere zusätzliche Bremskräfte zugeordnet sind.

6. Bremseinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß bei jeder Verdrehungsstufe weitere zusätzliche Bremsbacken (3') zugeschaltet werden.

7. Bremseinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Anpreßdruck der Bremsbacken (3, 3') mit jeder Verdrehungsstufe als Folge vergrößerter Radien (r_v r₂) der Nockenscheibe (8) verstärkt wird.

8. Bremseinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslösung der höheren Stufen von weiteren Seilort-Meßeinrichtungen (18') gesteuert wird, die auf der Bremstrommel (1) gegenüber der Seilort-Meßeinrichtung (18) der ersten Stufe axial versetzt angeordnet sind und deshalb beim Abspulen des Schleppseiles (10) zeitlich später ansprechen.

9. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslösung der höheren Stufen von der Seilort-Meßeinrichtung der ersten Stufe unter Verwendung zwischengeschalteter Zeitverzögerungsglieder gesteuert wird.

In Betracht gezogene Druckschriften:
USA.-Patentschrift Nr. 2 892 599.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen