DE1406612C - Flugzeugschranke - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine Flugzeugschranke, an deren Fangelement beiderseits ein in der Ruhelage speicherbares Bremsband angreift.

Bei einer bekannten Flugzeugschranke der vorstehenden Art ist das Bremsband auf einer Trommel gespeichert, die in einer Bremsvorrichtung drehbar gelagert ist. Wenn ein Flugzeug nach dem Auftreffen auf die Flugzeugschranke das Fangelement auf seinem weiteren Vorlauf mitnimmt, läuft das Bremsband von der Trommel ab. Dabei werden von Bremszylindern Reibungskräfte auf die Seitenteile der drehbaren Trommel ausgeübt, um das Bremsband abzubremsen und auf diese Weise die Bewegung des Flugzeugs zu verzögern. Infolge der hohen Trägheitsmomente der Trommel und des auf der Trommel gespeicherten Abschnitts des Bremsbandes werden am Beginn der Ablauf bewegung des Bremsbandes sehr hohe Trägheitskräfte entwickelt, die auf das Bremsband sowie auf die Flugzeugschranke und das Flugzeug selbst unzulässig hohe Zugbeanspruchungen ausüben, deren Auftreten außerdem stoßartig erfolgt. Infolgedessen besteht die Gefahr, daß das Bremsband reißt und Beschädigungen an der Flugzeugschranke sowie an dem Flugzeug auftreten.

Die gleichen Schwierigkeiten ergeben sich bei einer anderen bekannten Flugzeugschranke, bei der das Bremsband als Stahlband ausgebildet und ebenfalls auf einer Trommel gespeichert ist. Zwischen der Trommel und dem Fangelement ist in der Nähe der Trommel eine Bremsvorrichtung vorgesehen, deren Bremsschuhe Reibungskräfte auf das Stahlband ausüben, wenn dieses beim Abbremsen eines Flugzeugs von dem Fangelement mitgenommen wird und von der Trommel abläuft. Auch hier besteht die Gefahr, daß die durch die Trommel und den auf dieser gespeicherten Bandteil bedingten Trägheitskräfte am Beginn eines Bremsvorganges einen Riß des Stahlbandes und des Fangelementes sowie Beschädigungen am Flugzeug verursachen.

Bei einer anderen bekannten Flugzeugschranke ist der zum Durchlauf durch eine Bremsvorrichtung bestimmte Bandabschnitt zwar in mehrfach gefalteter Form gespeichert. Man verwendet dort ein Stahlkabel als Bremsband, das in einer Vielzahl von Schleifen in einem Speicher zusammengelegt ist und dessen Schleifen während des Bremsvorganges nacheinander entfaltet werden sollen, so daß zu Beginn des Bremsvorganges nicht der gesamte gespeicherte Bandabschnitt bewegt wird. Jedoch bereitet eine geordnete Speicherung eines Stahlkabels von ausreichender Festigkeit erhebliche Schwierigkeiten, so daß man gezwungen ist, nebeneinanderliegende Schleifen jeweils an mehreren beispielsweise an sechs Heftpunkten miteinander zu verbinden, damit das Stahlkabel in der gewählten Schleifenform verbleibt und darüber hinaus nicht mehr Schleifen von dem entfalteten Bandabschnitt mitgerissen werden als die Bremsvorrichtung durchlaufen kann. Die Speicherung des Stahlkabels erfordert daher eine zeitraubende und mühevolle Handarbeit, deren Dauer die Flugzeugschranke für einen relativ langen Zeitraum außer Betrieb setzt. Das mit dem Fangelement verbundene Stahlkabel durchläuft darüber hinaus nach seinem Austritt aus dem Speicher eine Bremsvorrichtung, die aus mehreren abbremsbaren Trommeln mit großen Trägheitsmomenten besteht. Diese haben wie bei den vorgenannten bekannten Flugzeugschranken eine stoßartige Anfangsverzögerung des Bremsbandes, des Fangelementes und des Flugzeugs beim Auf treffen des letzteren auf das Fangelement zur Folge. Es besteht die Gefahr einer Überbeanspruchung der Flugzeugschranke, insbesondere des Bremsbandes, sowie einer Beschädigung des Flugzeugs.

Bei einer anderen bekannten Flugzeugschranke wird an Stelle eines Bremsbandes eine Stahlkette verwendet, deren dem Fangelement abgewandter Abschnitt in einem langgestreckten Speicher zick-zackförmig ausgelegt ist, um die hohen Trägheitsmomente einer Kettentrommel und des darauf aufgewickelten Kettenteils zu vermeiden. Zwischen dem gespeicherten Kettenabschnitt und dem Fangelement ist eine Bremsvorrichtung angeordnet, die aus einem Bremsrad besteht, auf das Bremsbacken mit Reibbelägen einwirken. An das Bremsrad ist ein Kettenumlenkrad angeschlossen, um das man die zu dem Fangelement führende Kette gelegt hat. Beim Abbremsen eines Flugzeugs wird durch die Bremsbacken das Bremsrad und somit das mit diesem verbundene Kettenumlenkrad und die Kette selbst abgebremst. Trotz der zickzackförmigen Speicherung der Kette weist dieses System hohe Trägheitsmomente auf Grund der Ausbildung der Bremsvorrichtung und auf Grund des bei Beginn des Bremsvorganges zu beschleunigenden Kettengewichtes auf. Außerdem weist eine Kette wegen ihres unelastischen Verhaltens, wegen ihres zu hohem Verschleiß führenden und wartungsbedürftigen formschlüssigen Eingriffs mit Kettenrädern bei extrem hoher Geschwindigkeit, wegen der Geräuschentwicklung, wegen des hohen Prozentsatzes an »totem« Gewicht bei Verwendung einer Kette als Mittel zur Kraftübertragung, wegen ihres bei ausreichender Festigkeit und Länge extrem hohen Gewichtes sowie wegen der umständlichen und zeitrauben-

den Weise, in der die viele Tonnen Gewicht aufweisende Kette gespeichert wird, keine Eignung als Halteorgan auf.

Es besteht daher die Aufgabe, dem Vorlauf des Bremsbandes entgegenwirkende Trägheitskräfte so gering wie möglich zu halten.

Erfindungsgemäß ist zur Lösung dieser Aufgabe die Kombination vorgesehen, daß die Bremskräfte während des Durchlaufs des Bremsbandes durch eine mit Bremsbacken ausgerüstete Bremsvorrichtung erzeugt werden, daß weiterhin der gespeicherte Abschnitt des Bremsbandes harmonikaförmig gefaltet ist und daß darüberhinaus das Bremsband aus einem mit einem Bremsbelag aus Kunststoff beschichteten zugfesten Kern besteht und in Bandbreitenrichtung steif und in Banddickenrichtung faltelastisch ausgebildet ist.

Eine durch die vorstehend genannte Merkmalskombination gekennzeichnete Flugzeugschranke weist insbesondere den Vorteil auf, daß die bei Beginn des Brems Vorganges auf das durch das Flugzeug und das Fangelement beschleunigte Bremsband im wesentlichen lediglich die durch die Masse des Bremsbandes bedingten Trägheitskräfte einwirken. Infolge der in Bandbreitenrichtung steifen und in Banddickenrichtung faltelastischen Ausbildung des Bremsbandes läßt sich dieses in einem Speicher ohne Schwierigkeiten harmonikaförmig falten, so daß durch den Vorlauf des dem Fangelement folgenden Bremsbandes die gespeicherten Bandteile nacheinander entfaltet werden. Dadurch wirken auf den bereits entfalteten und in Bewegung befindlichen Bandabschnitt lediglich die auf seiner eigenen Masse beruhenden Trägheitskräfte zu Beginn des Bremsvorganges. Das Bremsband durchläuft nach seinem Austritt aus dem Speicher eine Bremsvorrichtung, deren Bremsbacken lediglich Querkräfte zur Erzeugung von entsprechenden Reibungs- und Bremskräften auf das Bremsband ausüben. Zu diesem Zweck ist das Bremsband mit einem Bremsbelag aus Kunststoff beschichtet, der entsprechend verschleißfest ist und in Kontakt mit den Bremsbacken eine ausreichende Reibungskraft erzeugt. Der Kern des Bremsbandes ist besonders zugfest ausgebildet, damit das Bremsband den hohen Beanspruchungen beim Abfangen eines Flugzeugs gewachsen ist.

Mit einer in dieser Weise erfindungsgemäß ausgebildeten Flugzeugschranke läßt sich ein Flugzeug, das über eine Start- oder Landebahn hinauszu rollen droht, in sicherer Weise abfangen. Die auf das Bremsband, das Fangelement und auf das abzufangende Flugzeug wirkende Beanspruchung ist infolge niedriger Trägheitsmomente der bewegten Teile der Flugzeugschranke verhältnismäßig niedrig, und die jeweils erforderliche Verzögerung des Flugzeugs läßt sich durch Dosierung des von den Bremsbacken auf das Bremsband ausgeübten Bremskräfte den jeweiligen Erfordernissen entsprechend bemessen. Auch Flugzeuge mit hoher Anfangsgeschwindigkeit lassen sich so relativ stoßfrei abfangen. Die Speicherung des Bremsbandes ist auf Grund seiner in Banddickenrichtung faltelastischen Ausbildung relativ einfach und läßt sich in verhältnismäßig kurzer Zeit durchführen, so daß die Flugzeugschranke nach dem Abfangen eines Flugzeugs schon in kurzer Zeit wieder betriebsbereit ist.

Der Bremsbelag besteht vorzugsweise aus einem Gemisch von Silikon und Metallpulver. Es ist vorteilhaft, zwischen dem Kern des Bremsbandes und seinem Bremsbelag eine Wärmeschutzschicht vorzusehen, damit der Kern des Bremsbandes gegen eine Überhitzung in der Bremsvorrichtung geschützt ist, die trotz der guten Wärmeübertragung gelegentlich auftreten kann. Im allgemeinen bilden die Bremsbänder selbst ein optimales Wärmetransportmittel, indem sie die Bremsvorrichtung relativ schnell durchlaufen und die dabei aufgenommene Wärme sofort nach

ίο Verlassen der Bremsvorrichtung an die Umgebungsluft abgeben können.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand eines Ausführungsbeispiels mit Bezug auf die Zeichnungen näher erläutert. In den Zeichnungen zeigt

F i g. 1 eine perspektivische Ansicht der Bremsvorrichtung und des Bremsbandes einer erfindungsgemäß ausgebildeten Flugzeugschranke in schematischer Darstellung,

F i g. 2 einen Querschnitt längs der Linie II-II von Fig. 1.

An das nicht dargestellte Fangelement einer Flugzeugschranke sind beiderseits Bremsbänder 1 angeschlossen, die jeweils durch eine Bremsvorrichtung 3 hindurchgeführt und hinter dieser, wie aus Fig. 1.

hervorgeht, zur Speicherung harmonikaförmig gefaltet sind. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind mehrere Bremsbänder parallel zueinander angeordnet und gemeinsam durch die Bremsvorrichtung 3 hindurchgeführt. Die beim Abbremsen eines Flugzeugs auf die Bremsbänder ausgeübte Zugkraft ist durch einen Pfeil in F i g. 1 angedeutet, der gleichzeitig die Richtung angibt, in der die Bremsbänder beim Abbremsen eines Flugzeugs bewegt werden.
Die Bremsvorrichtung selbst besteht aus mehreren, gemäß dem dargestellten Ausführungsbeispiel aus Kupfer bestehenden Bremsbacken 4. Die aus mehreren Bremsbacken bestehende Anordnung wird mit Hilfe eines Druckschuhs 5 zusammengepreßt, der seinerseits durch den Kolben eines hydraulischen Druckzylinders 6 an die Bremsbacken 4 angedrückt wird. Wie aus Fig. 1 zu ersehen ist, sind mehrere Druckzylinder 6 vorgesehen. Da die Bremsbänder 1 in Querrichtung in geringem Maße elastisch zusammendrückbar sind, wirken sie wie Federn innerhalb der Anordnung aus Bremsbacken, so daß besondere Rückstellvorrichtungen für die Kolben der Druckzylinder 6 entfallen können.

Jedes Bremsband 1 weist eine Kernschicht 2 aus einem synthetischen Textilstoff, beispielsweise aus einem Polyamid, und eine aus einem Bremsbelag 2 a bestehende Beschichtung, beispielsweise aus Silikon und einem Metallpulver, beispielsweise Aluminiumpulver auf. Zwischen der Kernschicht und dem Bremsbelag ist jeweils eine Wärmeschutzschicht vorgesehen.

Da sowohl die Kernschicht 2 als auch der Bremsbelag la jeweils aus einem biegsamen Werkstoff bestehen, ergibt sich eine in Bandbreitenrichtung steife und in Banddickenrichtung faltelastische Ausführung des Bremsbandes, die für eine harmonikaförmige Faltung zum Zwecke der Speicherung des Bremsbandes besonders geeignet ist.

Der beschriebene Aufbau der Bremsbänder ermöglicht günstige Temperaturverhältnisse während des Bremsvorganges. Es hat sich gezeigt, daß nach einem Durchgang der Bremsbänder durch die Bremsvorrichtung an den Bändern eine Oberflächentemperatur von 400° C auftritt, während die Temperatur an der

Grenze zwischen der wärmeableitenden Außenschicht bzw. dem Bremsbelag und der Wärmeschutzschicht 200° C und die Temperatur der Textilfaden der Kernschicht 50° C betragen. In einer späteren Phase des Bremsvorganges stellt sich die Temperatur auf Zwischenwerte ein, weil die Umgebungsluft, in der sich die Bremsbänder relativ schnell bewegen, als Kühlmedium 'wirkt. In keinem Falle steigt die Temperatur der Textilfaden über 100° C an.

Mit einer erfindungsgemäß ausgebildeten Flugzeugschranke lassen sich Flugzeuge mit verschiedenen Gewichten zuverlässig abbremsen, wobei die kinetische Energie zwischen einigen Millionen und einigen Zehner Millionen Kilogrammetern liegen kann, während die Geschwindigkeit des Flugzeugs etwa in der Größenordnung von 100 m/sek. liegt.

Aus Fig. 1 ist ersichtlich, daß eine verhältnismäßig lang ausgebildete Bremsvorrichtung entsprechend lange Bremsbacken aufweist, die die Bremsbänder auf einer entsprechend großen Länge und bei entsprechender Wahl der Breite der Bänder und Bremsbacken auch auf einer relativ großen Fläche abbremsen, so daß eine verhältnismäßig niedrige Wärmebelastung pro Flächeneinheit erreicht wird.

Es ist auch toöglich, Kühlbäder hinter' der Bremsvorrichtung oder zwischen den Bremsvorrichtungen vorzusehen, falls mehrere Bremsvorrichtungen gewählt worden sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Flugzeugschranke, an deren Fangelement beiderseits ein in der Ruhelage speicherbares Bremsband angreift, gekennzeichnet durch die Kombination der Merkmale, daß

a) die Bremskräfte während des Durchlaufs des Bremsbandes (1) durch eine mit Bremsbakken (4) ausgerüstete Bremsvorrichtung (3) erzeugt werden,

b) der gespeicherte Abschnitt des Bremsbandes (1) harmonikaförmig gefaltet ist und

c) das Bremsband (1) aus einem mit einem Bremsbelag (la) aus Kunststoff beschichteten zugfesten Kern (2) besteht und in Bandbreitenrichtung steif und in Banddickenrichtung faltelastisch ausgebildet ist.

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2. Flugzeugschranke nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Bremsbelag (la) aus einem Gemisch von Silikon und Metallpulver besteht.

3. Flugzeugschranke nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Kern (2) und dem Bremsbelag (2 a) eine Wärmeschutzschicht vorgesehen ist.