DE2829207A1

DE2829207A1 - Bremssteuervorrichtung

Info

Publication number: DE2829207A1
Application number: DE19782829207
Authority: DE
Inventors: John Ernest Bundy
Original assignee: Dunlop Ltd
Current assignee: Dunlop Ltd
Priority date: 1977-07-09
Filing date: 1978-07-03
Publication date: 1979-01-18
Also published as: FR2396675A1; AU3755378A

Description

PATENTANWÄLTE

DR. E. WIEGAND ,DIPL-JNG. W. NlEMAMN « 090707

DR. M. KÖHLER DIPL-ING. C. GERNHARDT £ Ö Z 3 Z U /

MÖNCHEN ο HAMBURG

TELEFON: 55547« 8000 MO N CH E N 2,

TELEGRAMME: KARPATENT MATHILDENSTRASSE 12 TELEX: 529 068 KARP D

3.JuIi 1978

¥ 43 212/78 12/MZ

Dunlop Limited London ( Großbritannien)

Bremssteuervorrichtung

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Die Erfindung bezieht sich auf Bremssteuervorrichtungen, insbesondere auf Bremssteuervorrichtungen für Luftfahr ζ eugtbremsen.

• Mit dem Einführen von Reibelementen geringen Gewichtes wie beispielsweise Kohlenstoffseheibenklötzen und-scheiben bei Luftfahrzeug-Scheibenbremsanlagen ist gefunden worden, daß unter gewissen Umständen die Kohlenstoffscheiben oder Kohlenstoffklotze das Bestreben haben, baulich bzw. strukturell zu versagen, und Versuche haben gezeigt, daß ein Versagen dieser Kohlenstoffteile in gewissen Fällen sich als Folge einer Drehmomentüberbelastung ergibt.

Es ist angenommen worden, daß, wenn der Bremsdruck gesteuert wird, auch das Bremsdrehmoment oder Bremsmoment gesteuert werden kann. Leider haben Versuche gezeigt, daß mit einer Steuerung des Eingangsbremsdrucks nicht notwendigerweise das Drehmoment gesteuert wird, welches in der Bremse hervorgerufen wird, sodaß durch eine Steuerung des Bremsdruckes nicht notwendigerweise eine Drehmomentüberbelastung an der Bremse und sich daraus ergebendes strukturelles Versagen der Kohlenstoffteile verhindert wird. Eine Situation, in welcher dieses Problem besonders vorhersehend ist, ist die Situation, wie sie sich bei der Starttechnik ergibt, die von großen Luftfahrzeugen auf kurzen Rollbahnen angewendet wird. Wenn ein großes Luftfahrzeug auf einer kurzen Rollbahn startet, besteht die üblicherweise angewendete Verfahrensweise darin, das Luftfahrzeug an einem Ende der Rollbahn aufzustellen und die Motoren bei voll angelegten Bremsen mit Vollast laufen zu lassen, wobei alle Bremsen nachfolgend gelöst werden und das Luftfahrzeug vorwärts schießt, um gegebenenfalls .abzuheben bzw. zu starten. Leider werden, obwohl angestrebt,wird, alle Bremsen gleichzeitig zu lösen, einige der Bremsen vor anderen Bremsen gelöst, sodaß

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diejenigen Bremsen, die am langsamsten gelöst werden, dem vollen Schub des Luftfahrzeuges unterworfen werden, der ein außergewöhnlich großes Drehmoment oder Moment hervorruft, ■welches ein strukturelles Versagen der Kohlenstoffbremsteile hervorrufen kann.

Es ist ein Zweck der vorliegenden Erfindung, eine Bremssteuervorrichtung zu schaffen, die es gestattet, die oben genannten Nachteile zu vermeiden.

Gemäß einem Merkmal der Erfindung umfaßt eine Bremssteuervorrichtung zur Verwendung mit einer Bremse, in welcher die Reibelemente bei Auftreten von Drehmomentüberbelastung strukturell versagen können, eine Einrichtung, um bei Ansprechen auf ein Befehlssignal Druck für eine zugeordnete Bremse zu schaffen, eine Bremsdruck-Rückkoppelungsschleife, um die Höhe des Bremsdruckes zu steuern, eine Einrichtung, um das während des Bremsens an die Bremse angelegte Drehmoment oder Moment zu messen, eine Einrichtung, um die Drehmomentmessung in ein Rückkoppelungssignal umzuwandeln, und eine Drehmoment-Rückkoppelungsschleife, um die Größe des an die Bremse angelegten Drehmoments zu steuern.

Vorzugsweise wird der Bremsdruck über eine Ventileinrichtung angelegt, die ein elektrisch betätigtes Servoventil mit spulenartigem Ventilglied aufweist, welches das Fließen hydraulischen Arbeitsmittels zur Bremse steuert.

Die Einrichtung zum Messen des an die Bremse angelegten Drehmomentes umfaßt vorzugsweise einen Wandler, der dem Drehmomentglied (Federbeinschere) zugeordnet ist, um ein auf das Drehmoment ansprechendes elektrisches Signal zu schaffen.

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Der Wandler kann eine Mehrzahl von Spannungsmessern aufweisen, die an dem Drehmomentglied angeordnet sind, oder er kann alternativ eine Belastungszelle aufweisen, die mit einem linearen variablen Differentiältransformator oder Umformer oder mit einem ähnlichen Verschiebungs- oder Verdrängungswandler ausgerüstet ist.

Eine Ausführungsform der Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung beispielsweise erläutert, deren einzige Figur ein Stromkreisdiagramm einer Bremssteuervorrichtung gemäß der Erfindung ist.

Wie in dem Stromkreisdiagramm schematisch dargestellt, umfaßt eine Bremssteuervorrichtung für Luftfahrzeugbremsen eine Drehmomentbefehlseinheit 1, die in Form eines Potentiometers vorhanden ist, der in der Steuerkabine oder Pilotenkanzel im Luftfahrzeug angeordnet ist und mittels welcher der Pilot den gewünschten Drehmomentwert auswählen kann, um ein Spannungssignal zu geben, welches der positiven Seite eines ersten Vorverstärkers 2 zugeführt wird. Bei Verlassen des ersten Vorverstärkers 2 wird das Signal in einen Kompensationsblock 3 und danach zu der positiven Seite eines zweiten Vorverstärkers 4 geführt.

Der Kompensationsblock 3 verringert den niederfrequenten Fehler, wodurch die Vorrichtung genauer wird und stärker anspricht durch Erhöhung der Niederfrequenzverstärkung und durch Modifizieren der Phasenverschiebung über den geeigneten Frequenzbereich. Das Signal am Ausgang des zweiten Vorverstärkers 4 wird über einen Servoverstärker 5 der Eingangsseite eines Servoventiles 6 zugeführt. Das Servoventil 6 ist in Form eines elektrisch betätigten Ventiles mit spulenartigem Ventilglied vorhanden, und es hat drei Öffnungen, die mit der

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hydraulischen Lieferleitung von der hydraulischen Anlage des Luftfahrzeuges, mit der Bremsspeiseleitung, die mit der Bremse 7 des Luftfahrzeuges verbunden ist, bzw. mit der zum Behälter oder Tank führenden Bremsauslaßleitung in Verbindung stehen. Der Servoverstärker 5 kann mit einem "Zitterstromkreis" versehen sein, der Schwingungen an das spulenartige Ventilglied anlegt und die Auflösung des Ventiles verbessert. Der Arbeitsmitteldruck innerhalb der Bremszuführleitung des Servoventiles 6 betätigt die Bremse über eine übliche Bremsbetätigungseinrichtung, um die Bremse 7 eines zugeordneten Rades S anzulegen. Die Bremsen sind Mehrscheibenbremsen üblicher Art mit Rotoren und Statoren, die im wesentlichen aus Kohlenstoff gebildet sind.

Der BremsSteuerstromkreis umfaßt weiterhin eine erste Druckrückkoppelungsschleife, die einen Druckwandler 1o in Form einer sich unter Beanspruchung verformenden Membran aufweist, wobei der Wandler den Druck des an die Bremse gelieferten Arbeitsmittels mißt und diesen Druck in ein elektrisches Signal umwandelt, welches in einen 3 KHz-Wechselstrom-Trägerverstärker 11 geführt wird, dessen Ausgangssignal in einen Filter 12 zweiter Ordnung geführt wird, der das Signal zusätzlich zu einem Gleichstromsignal oder Gleichspannungssignal umwandelt und "Geräusch" verringert. Das Signal verläßt den Filter 12 zweiter Ordnung und wird in den negativen Eingang des zweiten Vorverstärkers 4 geführt. Das Signal, welches von der Druckrückkoppelungsschleife 9 in den zweiten Vorverstärker 4 geführt wird, gibt eine Anzeige des angelegten Bremsdruckes, und das Fehlersignal bzw. Unterschiedssignal zwischen dem vom Kompensationsblock 3 gespeisten Eingang des Vorverstärkers 4 und dem von der Rückkopplungsschieife 9 kommenden Eingang dieses Verstärkers 4 steuert die Höhe des an die Bremse 7 angelegten Drucks.

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Der Stromkreis umfaßt weiterhin eine Drehmomentrückkopplungsschleife 13, die ein auf das Drehmoment ansprechendes Signal in den negativen Eingang des ersten Torverstärkers 2 liefert. Das Drehmoment wird dadurch gemessen, daß Spannungsmesser oder Dehnungsmesser an dem Drehmomentglied der Bremse angeordnet werden, und diese Spannungsmesser oder Dehnungsmesser sind in einer Wheatstone'sehen Brücke angeordnet, um ein Spannungssignal zu erhalten, welches der Beanspruchung am Drehmomentglied proportional ist. Diese Beanspruchung ist ihrerseits dem Drehmoment proportional, welchem die Bremse während des Breinsens unterworfen wird.

Bei einer abgewandelten Ausführungsform kann eine Belastungszelle verwendet werden, wobei diese Zelle einen Teil des Drehmomentgliedes bildet, welches seinerseits einen Teil der Bremse bildet, über welchen die Bremse mit der Achse mechanisch verbunden ist. Die Belastungszelle kann einen linearen variablen Differentialumformer oder einen entsprechenden Transformator (LYDT) enthalten, der ein Spannungsausgangssignal proportional zu dem an das Drehmomentglied angelegten Drehmoment liefert, wobei das gesamte Drehmomentglied als eine Drehmomentmeßfeder wirkt. Bei einer weiteren abgewandelten Ausführungsform können eine Belastungszelle oder Spannungsmesser mit dem Drehmomentrohr der Bremse gekoppelt werden, um das an die Bremse angelegte Drehmoment zu messen.

Das Ausgangssignal vom Drehmomentglied wird in einen 3 EHz- -Wechselstrom-Trägerverstärker 15 und zur negativen Seite des ertsen Torverstärkers 2 geführt, und zwar über einen Filter 16 zweiter Ordnung, der in der gleichen Weise wie der Filter 12 in der Druckrückkopplungsschleife 9 wirkt. Das Fehlersignal oder Unterschiedssignaü. zwischen dem von der Drehmomentbefehlseinheit 1 kommenden

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positiven Eingang des ersten Vorverstärkers 2 und dem von der Drehmomentrückkopplungsschleife 13 kommenden negativen Eingang dieses Verstärkers 1 wird auf diese Weise dazu verwendet, die Größe oder Höhe des von der Bremse an das Rad angelegten Drehmomentes zu steuern. Die Rückkopplungsschleifeo 13 ist derart ausgeführt, daß, wenn das Drehmoment die befohlene Höhe (die maximale Höhe des Drehmomentes kann voreingestellt werden) erreicht, das Fehlersignal oder Unterschiedssignal im Vorverstärker 2 zu Null wird:, wodurch gewährleistet ist, daß der geeignete Bremsdruck an die Bremse angelegt ist, und daß das Drehmoment auf dem befohlenen Wert verbleibt. Wenn das Drehmoment das Bestreben hat, zeitweilig von dem befohlenen Wert abzuweichen, wird ein Fehlersignal in den ersten Vorverstärker 2 geliefert, wodurch bewirkt wird, daß ein Signal über den Kompensationsblock 3 und den zweiten Vorverstärker 4 an den Servoverstärker 5 und das Servoventil 6 angelegt wird, um den an die Bremse gelieferten Druck zu modulieren und dadurch den Druck an der Bremse zu ändern, um das an die Bremse angelegte Drehmoment einzustellen, bis der befohlene .Wert bzw. Gleichgewicht erreicht ist.

Dadurch,daß gewährleistet ist, daß die Höhe des an die Bremse angelegten Drehmomentes nicht über einen vorbestimmten Vert steigen kann, ist ein Bestreben zum strukturellen Versagen der aus Kohlenstoff bestehenden Bauteile der Bremse verringert.

Obwohl nur im Fehlerpfad der Kompensationsblock 3 in Reihe geschaltet ist, können nicht dargestellte getrennte Kompensationsblöcke in dem Druckrückkopplungsstromkreis 9 und im Drehmomentrückkopplungsstromkreis 13 vorgesehen sein.

Es ist zu verstehen, daß die Bremssteuervorrichtung gemäß vorstehender Beschreibung einen üblichen Antiblockier-Stromkreis (nicht dargestellt) enthalten kann, wobei entweder

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ein Signal in dem Yorwärtspfad der Schleife (beispielsweise des Servo-Ventils) überlagert oder der Pilotenbefehl überlaufen wird, wenn dies erforderlich ist.

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Claims

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PATENTANSPRÜCHE

Bremssteuervorrichtung zur Verwendung mit einer Brembe^ in welcher die Reibelemete im Fall einer Drehmomentüberbelastung strukturell versagen können, wobei eine Einrichtung vorgesehen ist, um bei Ansprechen auf ein Befehlssignal Druck an eine zugeordnete Bremse zu liefern, dadurch gekennzeichnet, daß eine Bremsdruck-Rückkopplungsschleife (9), um die Höhe des Bremsdrucks zu steuern, eine Einrichtung (14), um das während des Bremsens an die Bremse (7) angelegte Drehmoment zu messen, eine Einrichtung (15,16), um die Drehmomentmessung in ein Rückkopplungssignal umzuwandeln, und eine DrehjDoment-Rückkopplungsschleife (13) vorgesehen sind, um die Höhe des an die Bremse angelegten Drehmoments zu steuern.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Drehmomentglied (14) vorgesehen ist, um Drehung der Bremse (7) unter Bremslast zu begrenzen, und daß dem Drehmoment glied ein Wandler (io) zugeordnet ist, um bei Ansprechen auf das Drehmoment ein elektrisches Signal zu schaffen.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Drehmomentbefehlseinheit (1) vor-

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gesehen ist, um das Befehlssignal zu erzeugen, und daß ein Fehler- oder Unterschiedsignal entsprechend dem Unterschied zwischen dem Befehlssignal und dem von der Drehmoment-Rückkopplungsschleife (13) kommenden Signal einem Vorverstärker (2) zugeführt wird.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß der Bremsdruck über ein servobetätigtes hydraulisches Ventil (6) angelegt wird.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil (6) von einem Servoverstärker (5) betätigt wird, der einen Stromkreis enthält, mittels welchem Schwingungen an das Ventil angelegt werden.
6. Vorrichtung nach einem der Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das ausgewählte Signal über einen Kompensationsblock (3) geliefert wird, um das Niederfrequenzansprechen der Vorrichtung zu verbessern*

7· Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß sie einer Luftfahrzeugbremsanlage zugeordnet ist mit einer Bremse, die Reibelemerite aufweist, welche aus Kohlenstoffmaterial gebildet sind.

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