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Einrichtung zur Betätigung des Seitenruders und der Laufradbremsen
eines Luftfahrzeuges Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Betätigang des
Seitenruders und der Laufradbremsen eines Luftfahrzeuges, die zum Abbremsen beim
Landen, zum Lenken am Boden und zur Begrenzung der Vorwärtsgeschwindigkeit bei Rollmanövern
dient.
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Bei bekannten Ausführungsformen von derartigen Laufradbremsen sind
sogenannte Bremsfußpumpen oder Bremsventile jeweils unter den Seitenruderpedalen
an den sie tragenden Pedalschwingen angeordnet und mittels Druckschläuchen mit den
rumpffest anaeordneten Teilen des hydraulischen Bremssystems verbunden. Beim Betätigen
der Seitenruderpedale und damit des Seitenruders bewegen sich also die Bremsfußpumpen
in demselben Maße wie die Pedalschwingen. Diese herkömmliche Anordnung der Bremsfußpumpen
im Führerraum eines Luftfahrzeuges benötigt daher unter den Seitenruderpedalen einen
erheblichen Raum. Darüber hinaus sind beim Durchtreten der Seitenruderpedale die
Druckschläuche einer ständig wechselnden Beanspruchung ausgesetzt, und es besteht
die Gefahr, daß sie an sonsti-en Steuerteilen scheuern oder zwischen Gestänge zu
liegen kommen und sich verklemmen. Dies trifft besonders für Einrichtungen vollhydraulischer
Laufradbremsen mit Doppelschlauchanordnung zu.
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Ferner ist in der Regel der Abstand zwischen Pilotensitz und Pedalschwinge
einstellbar, was durch Schwenken der Aufhängung der Pedalschwinge erfolgt. Der von
den Seitenruderpedalen benötigte Raum wird dadurch noch größer, und die Bremsfußpumpen
und Bremssystem verbindenden Druckschläuche werden noch länger.
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Außerdem müssen bei einer derartigen Anordnung zur Betätigung des
Seitenruders und der Laufradbremsen die Seitenraderpedale derart drehbeweglich an
ihren Pedalschwingen gelagert sein, daß sie sich beim Durchtreten der Seitenruderpedale
an die Fußhaltung des Piloten anpassen, ohne hierbei die Bremshydraulik zu beeinflussen.
Hierzu ist es bekannt, die Neigung der Pedalfläche in Abhängigkeit von der Bewegung
der Pedalschwinge dadurch zu ändern, daß die an ihrem oberen Ende aufgehängte Pedalschwinge
an ihrem unteren, zu diesem Zweck verlängerten Ende in einer Kurvenbahn geführt
wird. Die Kurvenbahn befindet sich auf einer Konsole, die fest am Boden des Führerraumes
angeordnet ist. Die an der Pedalschwinge angelenkte Bremsfußpumpe wird dabei ebenfalls
entsprechend der Pedalschwingenverstellung und dem Verlauf der Kurvenbahn verstellt.
Die genannte Führung, erfordert neben einem beträchtlichen konstruktiven Aufwand
ebenfalls erheblichen Raum. Bekannt ist weiterhin bei einer derartigen Einrichtung,
die Bremskräfte mechanisch über jeweils eine Viergelenkkette auf bordfest angelenkte
Bremsdruckgeber weiterzuleiten, wobei die Viergelenkkette von einem an einer hängenden
Pedalschwinge angeordneten Seitenruderpedal, einer Zugstange, Pedalschwinge und
einer bei Steuerbetätigung als Gestell wirkenden, an der Achse der Pedalschwinge
angelenkten Schwinge gebildet wird.
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Die Steuerkräfte wirken über an den Pedalschwingen angelenkte Stoßstangen,
die über einen gemeinsamen Hebel mit einer Steuersäule gekoppelt sind. Das Verstellen
der Seitenruderpedale bzw. die Lageänderung der Pedalschwingen gegenüber dem Piloten
erfolgt durch Kippen der Steuersäule um deren untere, in der Flugzeugkanzel im Bereich
unterhalb der Seitenraderpedale bordfest angeordnete Lagerung. Über eine bordfest
abgestützte Gewindespindel, die auf ein in einer Führung verschiebbares Lager der
Steuersäule einwirkt, kann der Abstand zwischen diesem Lager und der bordfest angeordneten
Querachse, an der die Pedalschwingen aufgehängt sind, verändert werden. Die Viergelenkketten
sind hinsichtlich ihrer Gliederlängen so abgestimmt daß sich die Seitenruderflächen
bei allen möglichen Lageänderungen der Pedalschwingen jeweils der rechten Lage der
Fußhaltung des Piloten anpassen.
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Bei der vorstehend genannten Einrichtung ist il-so ebenfalls unter
und hinter den Seitenruderpedalen in der Flugzeugkanzel kaum Raum vorhanden.
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Bei Hochleistungsflugzeugen ist nun der Führerraum eng begrenzt, so
daß der Raum unter und hinter den Seitenruderpedalen für die allgemeine Steuerungsanlage
und sonstige Ausrüstungsgegenstände benötigt wird. Die herkömmlichen Einrichtungen
für die Laufradbremsen sind daher räumlich nicht mehr unterzubrinaen Dies- eilt
ebenfalls für die ferner bekannte Art der Aufhängung der Seitenruderpedale
an
senkrecht im Fußraum der Flugzeugkanzel angeordnetenAchsen mittels Parallelogrammlenkern.
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Aufgabe der Erfindung ist es, mit einfachen Mitteln eine raumsparende
und den vorgegebenen Platzverhältnissen anpaßbare Einrichtung zur Betätigung von
Seitenrudern und Laufradbreinsen zu schaffen, die in jeder Lage und bei jeder Lageänderung
der Pedalschwingen die Betätigung des Seitenruders und der Laufradbremsen ermöglicht
und dabei der jeweiligen Fußhaltung des steuernden Piloten angepaßt ist.
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Ausgehend von einer Einrichtung, bei der die Bremskräfte mechanisch
über jeweils eine Viergelenkkette auf bordfest angelenkte Bremsdruckgeber weitergeleitet
werden, ist die Aufgabe gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß jede Pedalschwinge
in bekannter Weise um eine Querachse schwenkbar ist, die von einer gabelförinigen
Aufhängung sowohl bei Steuerbetätigung als auch bei Bremsbetätigung in ihrer jeweiligen
Lage gehalten wird, und zum Zweck der Lageänderung der Pedalschwinge die Querachse
durch Drehung um eine mit der Aufhängung verbundene und parallel zur Querachse bordfest
gelagerte Hauptachse schwenkbar ist. Mit der Schwinge der Viergelenkkette ist eine
Kurbel eines Parallel-Kurbelgetriebes gekoppelt, dessen fester Arm kinematisch der
gabelförmigen Aufhängung der Pedalschwinge entspricht und starr mit der Hauptachse
verbunden ist. Das Gelenk des Parallel-Kurbelgetriebes zwischen seinem Verbindungsglied
zur Kurbel und seiner Schwinge bildet den eigentlichen, bei einer Lageänderung der
Pedalschwinge in seiner jeweiligen Brems- und Ruhelage verbleibenden Kraftabgriffspunkt
für den mechanisch angeschlossenen Bremsdruckgeber.
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Darüber hinaus ist nach der Erfindung die Schwinge des Parallel-Kurbelgetriebes
an ihrem einen Ende mit einer die Hauptachse umfassenden Büchse verbunden, und sie
bildet zusammen mit dem von der Büchse ausgehenden Hebel einen Winkelhebel, wobei
Schwinge und Hebel in verschiedenen Ebenen liegen.
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Vorzugsweise sind sowohl die Kopplung zwischen Viergelenkkette und
Parallel-Kurbelgetriebe als auch der Winkelhebel als kinematische übersetzung ausgebildet.
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Der Bremsdruckgeber kann nunmehr überall da rumpffest im Führerraum
angeordnet werden, wo die Platzverhältnisse dies zulassen. Der Raum unter, hinter
und zwischen den Seitenruderpedalen bleibt für andere wichtige Steuerungsteile und
Ausrüstungsgegenstände frei.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt.
Es zeigt Fig. 1 eine perspektivische Darstellung der einen Hälfte der Einrichtung
zur Betätigung von Bremsdruckgeber und Seitenruder, F i g. 2 die Kinematik
der Einrichtung nach F i g. 1
in Normalstellung, in Bremsstellung und in den
je-,weiligen. Grenzlagen der Seitenruderpedale beim Seitensteuern, F i
g. 3 die Kinematik der Einrichtung nach F i g. 1
in Normalstellung,
in den jeweiligen Grenzlagen der Pedalschwinge beim Verstellen auf die Beinlänge
des Piloten und mit überlagerung des vollen Ruder-: ausschlages.
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Zur besseren übersicht ist in F i g. 1 nur die steuerbordseitige
Hälfte der Einrichtung zur Betätigung von Bremsdruckgeber und Seitenruder in seiner
Stellung gezeigt, die einem Seitenruderausschlag Null und einer mittleren Pedalschwingeneinstellung
entspricht. Diese Stellungen werden im folgenden als Normalstellung bezeichnet.
Die Bewegungen der Gelenkpunkte sind mittels Kreisbögen angedeutet, wobei vollausgezogene
Kreisbögen den Bewegungsablauf beim Bremsen, gestrichelte Kreisbögen den Bewegungsablauf
beim Seitensteuern und strichpunktierte Kreisbögen die Verstellmöglichkeiten der
Pedalschwinge andeuten.
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Ein Bremsdruckgeber 1 ist über einen Winkelhebel 2, eine Betätigungsstange
3 und einen weiteren Winkelhebel 13, der aus einer Schwinge c, einer
Büchse 24 und einem Hebel 25 besteht, mit einem Parallel-Kurbelgetriebe gekoppelt,
das sich aus einer Kurbel a, einem Verbindungsglied b, der Schwinge c und
einem festen Arm d zusammensetzt. Der Arm d
ist mit einer Achse
A starr verbunden, die in einem rumpffesten Lager4 drehbar gelagert ist.
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Der Bremsdruckgeber 1 ist an einer nur teilweise dargestellten
Schottwand 14 im Führerraum auf einer Konsole 20 mittels eines Lagerzapfens 21 angeordnet
und steht über einen Druckschlauch 30 mit einem hier hydraulischen Bremssystem
in Verbindung. An der Schottwand 14 ist ferner eine Halterung 19 befestigt,
die eine Lagerstelle 22 für den Winkelhebel 2 bildet.
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Mit dem genannten Parallel-Kurbelgetriebe ist über die Kurbel a eine
Viergelenkkette gekoppelt. Hierzu bildet ein Seitenruderpedal 5 die Kurbel,
eine Zugstange 6 das Verbindungsglied, das freie Ende der Kurbel a des Parallel-Kurbelgetriebes
eine Schwinge 7 und eine Pedalschwinge 8 das Gestell. Eine starr an
der AchseA in derselben Ebene wie der feste Arm des Parallel-Kurbelgetriebes angeordnete
Gabel 16 und 17, mittels derer über einen Steg 18 die Pedalschwinge
8 angelenkt ist, entspricht in ihrer Größe und daher auch kinematisch dem
festen Arm d.
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Am unteren Ende der Pedalschwinge 8 ist mittels eines Gelenks
C das Seitenruderpedal 5 angelenkt, dessen Pedalfläche 12 gegenüber
der Flugzeuglängsachse eine bestimmte Neigung hat, die sich in noch zu beschreibender
Weise beim Durchtreten der Pedalschwinge ändert.
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Weiterhin ist die Pedalschwinge 8 mit einer Stoßstange
9 in einem Anlenkpunkt 10 und die Stoßstange mit einem durch einen
Anlenkpunkt 11 hier nur angedeuteten Lenkstock verbunden.
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Für die weitere Betrachtung sind in den F i g. 2 und
3 die parallel zur Zeichenebene liegenden Gelenke und Anlenkpunkte zwecks
Vereinfachung der Darstellung und der Beschreibung in die Zeichenebene gelegt. Aus
Gründen der übersicht sind lediglich die Bezugszeichen für die Gelenk- und Anlenkpunkte
in den F i g. 2 und 3 angegeben. Das Parallel-Kurbelgetriebe
a, b, c und d ist somit in der Zeichenebene durch die Lage
der Achse A, einer beim Seitensteuern und Bremsen festen Drehachse B und
der Gelenke F und G, die Viergelenkkette 5, 6, 7
und 8 durch
die Lage der Drehachse B, sowie der Gelenke C, D und E gekennzeichnet.
Das Gelenk G des Parallel-Kurbelgetriebes dient dabei als Kraftabgriff und
überträgt die Bremsbewegung auf den Bremsdruckgeber. Von dem Hebelsystein sind lediglich
ein Anlenkpunkt 26, ein weiterer Anlenkpunkt 27, die Lagerstelle 22,
ein Kraftabgriffspunkt 23 am Bremsdruckgeber und sein Lagerzapfen 21 bezeichnet.
Die
Wirkungsweise der beschriebenen Einrichtung ist folgende: Wird beim Bremsen die
P.-daltläche,12 und damit das Seitenruderpedal 5 gegenüber der Pedalschwinge
verdreht, so beschreibt der Gelenkpunkt D einen Kreisbogen D" um den Gelenkpunkt
C (F i g. 1
und 2). Dabei verharrt die Pedalschwinge f; normalerweise
in ihrer Stellung.
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Die Zugstange 6 überträgt die Bremsbetätigung auf die Schwinge
7, deren Gelenkpunkte E und F sich auf Kreisbögen E" und F" um die
beim Seitensteuern und Bremsen feste Drehachse B bewegen (F i g. 1 und 2).
Dabei bildet ein Teilstück TH der Schwinge 7 gleichzeitig die Kurbel a des
Parallel-Kurbelgetriebes a, b, c und d und überträgt die nunmehr
entsprechend dem Verhältnis der Strecken EB zu Fff übersetzte Bewegung über das
Verbindungsglied b auf den Gelenkpunkt G. Der Kraftabgriff erfolgt
über den Winkelhebel 13. Dabei erfahren der Gelenkpunkt G und der
Anlenkpunkt 26 dieselbe Winkeldrehung um die rumpffest gelagerte Achse
A
(F i g. 1 und 2, Kreisbögen G" und 26 a). Der Winkelhebel
2 wird über die Bremsbetätigungsstange 3 und den Anlenkpunkt 27 verdreht
(Kreisbogen 27 a) und betätigt entsprechend der übersetzung des Hebelsystems
über den Kraftangriffspunkt 23 den Bremsdruck,geber 1 (Kreisbogen
23 a). Die ausgezogenen Kreisbögen geben dabei den Bewegungsablauf beim Bremsen
wieder. Aus den gestrichelten Kreisbögen C" und 10" und dem Pfeil lla sind die möglichen
Steuerbewegunggen ersichtlich. Die Verstellmöglichkeit der Pedalschwinge deuten
die Kreisbögen A",
B, und B(, an.
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In F i g. 2 entspricht die voll ausgezogene Darstellung der
Gelenkglieder und des Hebelsystems der in F i g. 1 gezeigten Normalstellung.
Die verschieden gestrichelt eingezeichneten Grenzlagen der Viergelenkkette
B, C, D, E entsprechen dem vollen backbord- bzw. steuerbordseitigen
Seitenruderausschlag.
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Beim Seitensteuern beschreibt der Gelenkpunkt C
der Pedalschwinge
bzw. der Anlenkpunkt 10 der Stoßstange einen Kreisbogen C" bzw.
10" um die beim Seitensteuern und Bremsen feste Drehachse B. über den Anlenkpunkt
11 wird die Steuerbeweggung auf den hier nicht dargestellten Lenkstock übertragen.
Der Anlenkpunkt 11 erfährt dabei eine translatorische Bewegung in Richtung
der Flugzeuglängsachse (Pfeil 11a). Hierbei bewegt sich der Gelenkpunkt
D des Seitenruderpedals auf einer Kreisbahn, deren Mittelpunkt im Gelenkpunkt
E liegt.
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Da das Verhältnis der Längen der Gelenkglieder CD zu
EH > 1 ist, vergrößert sich beim Durchtreten des Seitenruderpedals
die Anstellung der Pedalfläche 12 gegenüber der Flugzeugglängsachse. Diese Neigungsänderung
kann auch durch eine Änderung des Längenverhältnisses von Pedalschwinge und Zugstange
- oder mit der Änderung des Längenverhältnisses von Seitenruderpedal und
Schwinge abgestimmt - erzielt werden. Hierzu ist aus F i g. 2 zu entnehmen,
daß die Anstellung der Pedalfläche bei C
durchgetretenem Seitenruderpedal
- kurzer Strich, langer Strich in F i g. 2 - im Vergleich zur
ausgezogenen Normalstellung, oder der Stellung des Seitenruderpedals beim Geggensteuerausschlaff
- zwei kurze Striche, ein langer Strich in F i g. 2 "steiler ist.
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Die Gelenkpunkte E, F und G bleiben beim
Betätigen des Seitenruders somit in ihrer jeweiligen Stellung, wobei ein Seitenruderausschlag
jeweils eine vorbestimmte Änderung der Anstellung der Pedalfläche hervorruft, aber
keinen Einfluß auf das hy-
draulische Bremssystem ausübt.
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Der Bewegungsablauf beim Abbremsen ist aus den Kreisbögen D" um den
Gelenkpunkt C und aus den Kreisbögen E" und F" um die beim Seitensteuern
und Bremsen feste Drehachse B, aus den Kreisbögen G, und 26 a um die Achse
A und aus den Kreisbögen 27a und 23a um die Lagerstelle 22 ersichtlich. Eine
Bremsstellung der Gelenkglieder und des Hebelsystems ist für die Normalstellung
in F i g. 2 durch "estrichelte Mittellinien dargestellt. Das Seitenruder
pedal ist mit gestrichelten Konturen eingezeichnet.
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F i -. 3 zeigt die Möglichkeiten der Pedalschwingenverstellun-.
Die vollausgezogene Darstellung der Gelenkglieder g und des Hebelsysterns entspricht
dabei wieder der in F i g. 1 gezeigten Normalstellung. Die beiden strichpunktierten
Seitenruderpedalstellungen mit den dazugehörigen Mittellinien der Gelenkketten entsprechen
den jeweiligen Grenzlagen der Pedalschwinge bei der Einstellung für einen großen
bzw. einen kleinen Piloten.
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Zur Einstellung auf die Größe des Piloten wird die Achse
A mittels einer nicht näher zu erläuternden Verstellvorrichtung verschwenkt
(Kreisbogen AJ. Dabei erfährt die Gabel 16 und 17 der Aufhänggung
der Pedalschwinge sowie das ebenfalls an der Achse A fest angeordnete Gestell
d des Parallel-Kurbelgetriebes a, b, c und d dieselbe
Winkeländerung. Die Drehachse B, die zugleich die Längsachse des Steges
18 ist, beschreibt daher einen Kreisbogen B" um die Welle A (vgl.
auch Kreisbogen BJ in F i g. 1).
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Für jeden Seitenruderausschlag (Pfeil 11a) ist durch die Strecke NI07
der Pedalschwinge 8 je nach der Lage der Drehachse B auf dem Kreisbogen B"
eine zugehörige Lage des Anlenkpunktes 10 der Stoßstange 9 auf einem
Kreisbogen 10 b um die je-
weilige Lage des Anlenkpunktes 11 und damit
jeweils die Lage der Pedalschwinge bestimmt. Die Lage der Drehachse B und der Anlenkpunkte
10 und 11 bestimmt somit gleichzeitig die jeweilige Lage der Gelenkpunkte
C, D, E und F, wobei jeweils das als Kraftabgriff dienende Gelenk
G in seiner Stellung bleibt.
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Aus dem Vorhergehenden ist ersichtlich, daß die Bewegungen der Pedalschwinge
beim Betätigen des Seitenruders sich mit einer Verstellung der Pedalschwinge überlagern
können, wobei analog zu dem zu F i g. 2 gesagten eine Änderung der Anstellung
der Pedalfläche hinzukommt. Diese überlagerten Bewegun 'gen sind in F i
g. 3 in den jeweiligen Grenzlagen verschieden gestrichelt dargestellt.
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In jeder der beschriebenen Steuerlagen der Pedalschwinge und unabhängig
von ihrer Bewegung wird eine Breinsbetätigung am Seitenruderpedal unverfälscht auf
den Kraftabariff G und somit über das Hebelsystem auf den Bremsdruckgeber
übertragen. C