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Anordnung zum Verhindern des Gleitens von gebremsten Fahrzeugrädern
Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zum Verhindern des Gleitens von gebremsten
Fahrzeugrädern mittels eines von der Verzögerung des gebremsten Rades gesteuerten
Bremsventilsolenoids und eines proportional der Drehzahl des gebremsten Rades angetriebenen
Gleichstromgenerators, der eine Spannung erzeugt, welche bei der Verzögerung des
Rades mit einer Bezugsspannung verglichen wird, die durch Aufladung eines Kondensators
vom Gleichstromgenerator vor der Verzögerungsphase erhalten wird; hierbei betätigt
der Entladestrom des Kondensators über einen Verstärker ein Gleitschutzrelais, welches
das Bremsventilsolenoid im Sinne einer Bremskraftschwächung steuert. Weiterhin sind
Mittel zur Verzögerung des erneuten Bremskrafteinsatzes nach vorausgegangenem Gleiten
vorgesehen.
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Bei einer bekannten Anordnung dieser Art zum Verhindern des Gleitens
von gebremsten Fahrzeugrädern wird der vom Gleichstromgenerator aufgeladene Kondensator
dazu benutzt, die normale Bremsung aufrechtzuerhalten und sie beim Blockieren des
Rades aufzuheben, wobei dieser Zustand während einer vorbestimmten Zeit aufrechterhalten
wird. Hierzu sind ein polarisiertes Relais und eine zusätzliche Relaisschaltung
notwendig. Beide erhöhen den Aufwand beträchtlich und gefährden die Betriebssicherheit,
weil das empfindliche polarisierte Relais den Stößen des Fahrzeuges ausgesetzt ist,
falls es nicht besonders und ebenfalls aufwendig gelagert ist.
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Diesen Nachteil vermeidet die Erfindung dadurch, daß vor Ansprechen
des Gleitschutzes während der Bremsung des Rades eine verhältnismäßig niedrige Impedanz
zur Ableitung der Ladung des Kondensators zwecks Verhinderung der Bremslösung bei
nicht gleitendem Rad vorgesehen ist und daß nach Ansprechen des Gleitschutzes eine
verhältnismäßig hohe ein zu schnelles Wiedereinsetzen der Bremsung verhindernde
Impedanz zur Ableitung der Kondensatorladung eingeschaltet ist.
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Es ist weiterhin bekannt, an die Feldwicklung eines Fahrzeugmotors,
an der bei plötzlichem Durchgehen oder Blockieren der Räder eine plötzliche Spannungsänderung
auftritt, ein zur Betätigung einer Schutzvorrichtung dienendes Relais über einen
Kondensator anzuschließen.
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Zur Erläuterung der Anordnung nach der Erfindung dient die Zeichnung.
In dieser zeigt F i g. 1 ein elektrisches Schaltbild einer Gleitschutzanlage mit
den Merkmalen der Erfindung und F i g. 2 ein ausführliches Schaltbild einer solchen
Anlage mit Fahrgestellausfahr- und Fehlerschutzkontrolle. In F i g. 1 bedeutet
1 das gesamte Gleitschutzsystem. Dieses System verwendet auch Mittel, wie
sie in der genannten USA.-Patentschrift 2 799 462 gezeigt werden. Ein Gleichstromgenerator
2 ist für den Antrieb durch ein Fahrzeugrad bei einer geeigneten Geschwindigkeit
vorgesehen. Die Ausgangsspannung des Generators 2 ist ein Maß der Radgeschwindigkeit,
deren Abweichungen unmittelbar und proportional durch diese Spannung angezeigt werden.
Dem Generator 2 ist ein Filterkondensator 3 parallel geschaltet, der an den Ausgangsleitungen
4 und 5 des Generators liegt. Die negative Leitung 5 führt vom Generator
2 an einen Bezugsspannungskondensator 6 und an den Filterkondensator 3, während
ein geeigneter Diodengleichrichter 7 zwischen der positiv geladenen Belegung des
Kondensators 6 und der positiven Seite des Generators 2 liegt. Dadurch kann der
Strom vom Generator 2 über die Diode 7 praktisch nur in Laderichtung des Kondensators
6 fließen, und der Entladestrom fließt vom Kondensator 6 zu den Steuerkreisen bei
Verringerung der Geschwindigkeit des Generators 2, wie später noch beschrieben wird.
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Eine elektrische Ladung auf der positiven Belegung des Bezugsspannungskondensators
6 kann sich über parallele Entladungspfade entladen. Diese werden durch die Regelwiderstände
8 und 9 gebildet, die über die Leitungen 10 bzw.11 zum Kondensator führen;
von diesen Widerständen fließt der Strom an Masse.
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Eine Potentiometerleitung 13 ist mit der Leitung 11 an einem
beliebigen Punkt am Widerstand 9 verbunden,
um den Spannungsabfall
an diesem zu messen. Geeignete Widerstände 14 und 15 liegen in der Leitung 13 in
Serie. Der Widerstand 15 führt zur Basis des Transistors 17. Die Leitung 18 führt
vom Kollektor des Transistors 17 über die Leitung 19 zu einer geeigneten Spannungsquelle,
z. B. an eine 24-Volt-Batterie, und von der Leitung 19 führt die Leitung 19 a an
eine Arbeitsspule 20 eines Ventils 21.
Eine Leitung führt vom Emitter
22 des Transistors 17 an die Basis 23 eines zweiten Transistors 24. Ein verstärktes
Signal kann also vom Transistor 24 über eine Kollektorleitung 25 erhalten werden,
die an eine Arbeitsspule 26 eines üblichen Relais führt. Bei ihrer Erregung betätigt
die Spule 26- das Gleitschutzrelais -27, so daß dieses einen Kontaktarm 28 mit einem
zweiten Kontakt oder Kontaktarm 29 in Eingriff bringt und einen Stromkreis über
die Arbeitsspule 20 des Ventils 21 schließt. Der Ausgang des Transistors 17, über
den Transistor 24 verstärkt, erregt also das Gleitschutzrelais 27, das einen Arbeitskreis
für das Ventil 21 -schließt. Wenn das. Ventil 21. betätigt ist, unterbricht es den
Fluß des hydraulischen Bremsmittels aus der Speiseleitung 30 zur Bremse. Bei seiner
Betätigung schaltet das Ventil 21 auch eine Bremsleitung 32 so um, daß sie die Bremse
mit einer Rückleitung 31 verbindet, die zum Flüssigkeitsbehälter führt.
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Es ist zu erkennen, daß, wenn ein Rad, zu dem der Generator 2 gehört,
z. B. bei einer Flugzeuglandung ausgefahren wird, beispielsweise die Generatorspannung
ihr Maximum erreicht, sobald das Rad mit der der Flugzeuggeschwindigkeit entsprechenden
Drehzahl umläuft und der Bezugsspannungskonden-Bator 6 schnell auf die Generatorausgangsspannung
aufgeladen wird. Der Konensator 6- kann sich dann entweder über . die_-Ableitung
mit dem verhältnismäßig niedrigen Widerstand 8 und über den Widerstand 9 entladen;
solange keine Gleitwirkung eintritt oder annähernd erreicht wird, entlädt sich der
Kondensator 6 über die - Widerstände 8 und 9, und die Spannung an diesem. Kondensator
6 folgt genau der im Generator 2 erzeugten Spannung.
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Wenn ein Gleiten 'eintritt, fällt die Generatorspannung plötzlich
ab, und der Bezugsspannungskondensator 6 versucht, seine Spannung derjenigen des
Generators 2 rasch anzugleichen. Dadurch fließt mehr Strom durch die Widerstände
-8 und 9, und wenn eine bestimmte Spannung am Widerstand 9 aufgebaut ist, werden
die Transistbren 17 und 24 das Relais 27 und dieses die Arbeitsspule 20 des Magnetventils
21 erregen .und bewirken, daß die Bremswirkung aufgehoben wird.
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Wenn das Relais 27 erregt ist, wird, wie zu sehen ist, der Widerstand
8 vom Entladekreis des Kondensators 6 getrennt, und der Kondensator 6 kann sich
nur über die Ableitung mit dem verhältnismäßig hohen Widerstand 9 und über die Widerstände
14 und 15 und die Transistoren 17 und 24 entladen. Eine solche Entladung erfolgt
relativ langsam. Dies ist ein wichtiges Merkmal der Erfindung und gewährleistet,
daß blockierte Räder vermieden werden, weil das ungebremste Rad im wesentlichen
wieder auf Rollgeschwindigkeit kommt, bevor das Rad erneut gebremst wird.
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Wenn sich das Rad durch Aufheben des Bremsdrucks und der Gleitzustände
mit einer Drehzahl entsprechend der Geschwindigkeit des Flugzeuges dreht, wird der
Generator 2- wieder auf eine entsprechende Spannung kommen. Sobald die Generatorspannung
die Spannung des Kondensators 6 erreicht, fällt der Strom durch den Widerstand 9
auf einen so niedrigen Wert ab, daß das Relais 27 abfällt und der Kreis der Arbeitsspule
20 für das Ventil 21 geöffnet wird, so daß die Bremse über das Ventil 21 wieder
betätigt wird.
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Zwischen Erde und die Widerstände 14 und 15 ist ein Spannungsgleichhalter
33 und an die Basis des Transistors 24 ist ein Eichwiderstand 34 geschaltet. Ein
zusätzlicher Steuer- oder Eichwiderstand 35 liegt in dem Kreis des Kollektors 18
des Transistors 17.
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In der Schaltung nach F i g. 2 werden dieselben Teile,-wie sie mit
Bezug auf -F i. g. 1 beschrieben worden sind, verwendet und durch dieselben Nummern
bezeichnet. Die Schaltung nach F i g. 2 besitzt jedoch einige zusätzliche Steuerfunktionen
gegenüber der vereinfachten Schaltung nach F i g.1.
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In F i g. 2 wird eine Spannungsquelle, z. B. eine 24-Volt-Batterie,
mit einer Leitung 36 verbunden, in der sich die Steuerschalter 37 und 38 befinden.
üblicherweise wird der Schalter 37 ein handbetätigter Schalter in der Führerkabine
des Flugzeuges sein, in dem die Gleitschutzanlage angeordnet ist. Der Fahrgestellschalter
38 wird beispielsweise durch die Landegetriebebedienung oder durch ein gleichartiges
Element betätigt und wird stets geschlossen, wenn der Handgriff oder eine andere
Steuerung so gehandhabt wird, daß das Landegetriebe ausfährt oder sich in Arbeitsstellung
bringt.
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Ein weiterer Steuerschalter 39 ist in dem Gerät nach F i g. 2 vorgesehen,
und zwar ist er direkt an einer Landegetriebestrebe, z. B. in einem Gerät mit der
Steuerung nach dem USA.-Patent 2 799 462, angeordnet. Dieser Schalter 39 wird durch
den Anfangsdruck des Flugzeugfahrgestells geschlossen, an dem er angeordnet ist.
Somit wird eine Belastung, die an die Flugzeugstrebe angelegt ist, den Schalter
39 schließen. Der Schalter 39, der in seiner offenen Stellung gezeigt ist, steuert
mittels einer Relaiserregerspule 41 des Relais 40. Wenn das Relais 40 offen ist
und die Schalter 37 und 38 geschlossen sind, wird die Spannung für die Bremsfreigabe
zum Widerstand 9 übertragen.
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Ein Kreis, der an die Speiseleitung 36 angeschlossen ist; enthält
einen Kontakt 42, der durch das Relais 40 an die Leitung 43 gelegt
wird, die an einen Widerstand 44 und über einen Gleichrichter 45 zur Leitung 11
führt, die Potential auf den Regelwiderstand 9 gibt. Die Spannung am Widerstand
9 betätigt also die Schaltelemente nach F i g. 1, die in F i g. 2 wiederholt sind,
wie vorhin in Verbindung mit der Bremsluftwirkung beschrieben worden ist. Das Relais
40 und die zugehörigen Mittel halten die Bremsen während einer Zeit, in der beispielsweise
das Flugzeugfahrgestell auf das Landefeld aufsetzt, und vor dem Ausfahren des Flugzeugfahrgestells
unwirksam.
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Das Relais 40 steuert auch den Kontakt 46, dessen Aufgabe später beschrieben
wird.
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Ein zusätzliches Sicherheitsmerkmal, das in einem solchen Gerät wünschenswert
ist, besteht darin, daß dem Piloten die vollständige Steuerung der Bremswirkung
im Fall des Nichtfunktionierens eines Elementes der Anlage in die Hand gegeben wird,
z. B. wenn der Bremsdruck dauernd z. B. 31/2 Sekunden oder länger ausbleibt.
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Wenn die Schalter 37 und 38 geschlossen sind, wird - bei offenem Schalter
39 - auch Spannung
auf ein zusätzliches Steuerrelais 47 gegeben,
indem dessen Arbeitsspule 48 über die Leitung 36, den Kontakt 42, die Leitung 43,
den Gleichrichter 49 und die Leitung 50 erregt wird. Die Spannung der Leitung 50
lädt einen Kondensator 51, der parallel zur Arbeitsspule 48 über eine Leitung 52
an Erde liegt.
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Wenn das Fahrgestell des Flugzeuges ausfährt und der Schalter 42 durch
die Erregung des Relais 40 geöffnet wird, wird die Erregung des vorher erregten
Relais 47 über einen anderen Kreis aufrechterhalten, der einen vom Relais 47 gesteuerten
Kontakt 53 enthält. Das Relais 47 wird dann über die Leitung 50, einen Gleichrichter
54, einen Steuerwiderstand 55 und eine Leitung 56 mit der Arbeitsspule 20 verbunden.
Von der Arbeitsspule 20 fließt Strom über eine Leitung 57, an der der Kontakt 53
und damit die Leitung 58 liegt, wenn das Relais 47 betätigt ist.
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Das Relais 47, der Kondensator 51 und der zugehörige Widerstand 66
sind so geeicht, daß das Relais 47 für eine gewünschte Dauer von z. B. ungefähr
3,5 Sekunden erregt bleibt, bis das am Kondensator 51 gespeicherte Potential allmählich
über die Arbeitsspule 48 und die Widerstände zum Erdungskreis abfließt.
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Solange der Gleitschutz über den Steuerkreis durch das Ventil 21 nicht
in Tätigkeit ist, führt die Spule 20 nicht Strom, aber für sie wird kein Betätigungsstromkreis
geschlossen. In diesem Zustand wird das Relais 47 durch den vorhin beschriebenen
Kreis ständig erregt. Wenn durch die Erregung des Relais 27 der Gleitschutz anspricht,
fällt das Potential des Kontaktes 29 und der Verbindungsleitung, durch die er mit
der Spule 20 verbunden ist, auf Massepotential ab. Bleibt bei einer Fehlfunktion
des Steuerkreises der Kreis der Arbeitsspule 20 noch eine gewisse Zeit wirksam,
nachdem der Kondensator 51 entladen ist, so wird die Speisung für den Bremslüftmagneten
20 am Kontakt 53 unterbrochen, und die Bremswirkung wird wiederhergestellt.
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Sollte sich die Spule 20 nach weniger als 3,5 Sekunden *entregen,
so wird der Kondensator 51 unmittelbar über die Leitung 58, den Kontakt 53,
die Leitung 57, die Spule 20, die Leitung 56, den Widerstand 55, den Gleichrichter
54 und die Leitung 50 wieder geladen. Somit wird das Relais 47 so lange dauernd
erregt bleiben, wie keine Gleitschutzwirkung eintritt. Die Erregung des Relais 27
für länger als 3,5 Sekunden und die damit verbundene Aufhebung der Bremsung hat
die Entregung des Relais 47 und die Rückgabe der Bremssteuerung an den Piloten oder
den Fahrer des Fahrzeuges zur Folge.
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Ein veränderlicher Widerstand 59 ist parallel zum Kondensator 51 als
Eichwiderstand und zum Steuern der Entladezeit dieses Kondensators geschaltet.
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Eine Prüflampe 60 liegt zwischen Erde und einem Kontakt 61. Der Kontakt
61 kommt mit dem Kontakt 53 in Berührung, wenn das Relais 47 abgefallen ist. Eine
Leitung 62 führt zur Prüflampe 60 und über einen Gleichrichter 63 auch an die Leitung
43. Wenn also das Relais 47 oder das Relais 40 abgefallen ist, wird
die Prüflampe 60 eine Störung des Steuersystems anzeigen, da beide Relais 40 und
47 erregt sein sollten, wenn das Steuersystem richtig arbeitet und- das Flugzeug
sich auf der Erde befindet.
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Eine weitere Besonderheit des Steuersystems nach der Erfindung besteht
darin, daß man das Relais 47 durch einfaches öffnen und Schließen des Schalters
37 wieder erregen kann. Der Steuerkreis nach F i g. 2 ist durch die Widerstände
64, 65 und 66 vervollständigt, die in Serie mit der Arbeitsspule 48 und dem Widerstand
59 bzw. dem Kondensator 51 geschaltet sind. Ein Widerstand 67 und ein Kondensator
68 sind in Serie miteinander und parallel zur Arbeitsspule 41 des Steuerrelais 40
geschaltet.
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Der Leistungsbedarf für den Bremslüftmagneten 21 und seine Arbeitsspule
20 bestimmt die Charakteristiken des Steuerrelais 27. Das Steuerrelais 27 sollte
ein schnell ansprechendes Relais sein und keine hohen Amperewindungszahlen erfordern.
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Wenn alle Schalter 37, 38 und 39 geschlossen sind, also wenn das Flugzeug,
an dem sich das Gleitschutzsystem befindet, landet und das Fahrgestell - (nicht
dargestellt), an dem der Schalter 39 befestigt ist, belastet wird, so daß sich der
Schalter schließt, wird kein Potential mehr an den Kondensator 6 und den Regelwiderstand
9 über die Leitung 43 gelangen. Somit nimmt das Relais 27 seine Ruhestellung ein
und die Bremswirkung kann stattfinden.
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Durch die Spule 20 fließt zwar über die Relaiserregerspule 48, das
Potentiometer 59 und den Widerstand 55 Strom, wenn das Relais 47 erregt ist; dieser
Strom ist jedoch sehr klein, daß durch ihr der Bremslüftmagnet 20 nicht betätigt
wird. Demgemäß haben das Potentiometer 59 und der Widerstand 66 sowie die Arbeitsspule
48 einen hohen Widerstand, z. B. 10 000 oder 12 000 Ohm, während die Arbeitsspule
20 nur einen geringen Widerstand von z. B. 30 Ohm aufweist.