-
Einrichtung zur Begrenzung des Bremsmomentes bei Laufradbremsen, insbesondere
bei Flugzeugen Die Erfindung bezieht sich auf Bremsen und insbesondere auf einen
Bremsdrehmomentbegrenzer, der besonders dem Gebrauch an Flugzeugbremsen od. dgl.
angepaßt ist.
-
Bei der Bremsenbetätigung ist es zuweilen möglich, daß übermäßig hohe
Bremsbelastungen während einer zeitweiligen Ingangsetzung der Bremse auftreten.
Diese übermäßigen Bremsbelastungen oder Drehmomente können häufig in Flugzeugbremsen
auftreten, entsprechend dem großen notwendigen Energieverzehr, wie er zum Anhalten
eines schweren Flugzeuges in beschränkter Zeit nötig ist. Solche übermäßigen Bremsbelastungen
sind unerwünscht, weil sie Rad- oder Reifenschäden oder gefährliche Belastungen
in anderen Teilen des Flugzeugträgers wie in den Radhaltestreben verursachen.
-
Der Zweck der Erfindung besteht deshalb darin, eine neue Bremsenkonstruktionsart
zu schaffen, welche durch in der Bremseinrichtung vorgesehene Mittel zum Begrenzen
des Bremsdrehmoments gekennzeichnet sind.
-
Ein anderer Zweck der Erfindung ist die Schaffung einer verhältnismäßig
unkomplizierten starken hydraulischen Systemart, in der eine den Bremskräften entsprechende
Kraft entwickelt wird, sowie die Benutzung dieser proportionalen Kraft zur Begrenzung
oder Verminderung der Bremsbetätigung, wenn sie übermäßige Ausmaße annimmt.
Einen
weiteren Zweck der Erfindung bildet ein Bremsmomentbegrenzer, welcher nach Belieben
in Verbindung mit einer einzelnen Scheibenbremse oder mit einer Mehrzahl von- Einscheibenbremsen
gebraucht werden kann, die auf einer gemeinsamen Achse angeordnet sind.
-
Die Zeichnungen zeigen als Beispiel eine bevorzugte Ausführungsform
der Erfindung, auf die sie nicht beschränkt sein soll.
-
Fig. I ist eine Teilansicht, die in teilweise senkrechtem Schnitt
eine Bremsenkonstruktionsart zeigt, welche die Erfindungsprinzipien verkörpert;
Fig. 2 zeigt einen teilweise senkrechten Schnitt auf Linie 2-2, nach Fig. I ; Fig.
3 ist eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Bremseinrichtung und der
dazu vorgesehenen elektrischen Steuerung; Fig.4 stellt ein Teilstück, teilweise
im Schnitt, dar und zeigt Bremsmittel in.Kombination mit den Bremsenhalterflanschmitteln
nach Fig. I.
-
Die Erfindung bezieht sich auf eine Bremse, in der eine Achse vorhanden
ist. Ein Bremshalteflansch wird für eine begrenzte Drehung und Axialbewegung von
der Achse getragen. Es sind Mittel vorgesehen, die zwischen dem Bremsenhalteflansch
und der Achse eine geschlossene hydraulische Kammer bilden, sowie geeignete; von
dem Bremsenhalteflansch getragene Bremsmittel, welche Bremsdrücke auf eine Bremsscheibe
ausüben, um den Bremsenhalteflansch - axial zu bewegen, wodurch der Druck in der
hydraulischen Kammer vergrößert wird.
-
Mit der hydraulischen Kammer ist ein hydraulischer Zylinder verbunden,
und ein druckgesteuerter Schalter steht mit dem hydraulischen Zylinder in Verbindung,
um ein Schließen zu bewirken, wenn in einem solchen Zylinder ein vorherbestimmter
Druck vorhanden ist. Der Schalter ist zur Kontrolle der Bremswirkung oder -verminderung
bei vorherbestimmtem Druck in dem hydraulischen Zylinder mit geeigneten Steuermitteln
verbunden.
-
Die Laufradachse I ist an einem Teil mit schrägen Zähnen 2 versehen,
die zur Achsenachse geneigt sind. Diese Zähne 2 stehen mit entsprechenden Keilzähnen
3 auf dem radialen Innenteil des Bremsenhalteflansches 4 im Eingriff. Die Zähne
sind so geneigt, daß eine begrenzte Drehung des Flansches 4 auf der Achse eine Axialbewegung
desselben auf der Achse hervorruft. Der Bremsenflansch 4 enthält in passenden Kanälen
oder Nuten 7 und 8 ein Paar Ringe kreisförmigen Querschnittes 5 und 6, so daß die
Ringe dicht an dem Umfang der Achse I bzw. an einem axial gerichteten Topf 9 anliegen,
welcher auf einer gewöhnlich einen Teil der Achse bildenden Rippe Io angeordnet
ist. Dadurch wird eine hydraulische Kammer II zwischen den benachbarten Oberflächen
des Topfes 9, der Rippe Io und dem Bremsenhalteflansch gebildet.
-
Fig. 3 zeigt, daß übliche Bremsmittel 12 wirksam mit dem Bremsenhalteflansch
4 verbunden sind. Diese Bremsmittel sind solche, die bei der Bremsbetätigung den
Bremsenhalteflansch leicht axial zur Achse I gegen die Rippe Io zu bewegen. Das
Ausmaß der Axialbewegung des Bremsenhalteflansches hängt von dem Abnutzungsgrad
des benutzten Bremsbelages und dem Maß der relativen Drehung des Halteflansches
auf der Achse I ab. -Durch die Axialbewegung des Halteflansches 4 zur Bremsbetätigung
wird ein Druck in der hydraulischen Kammer II bewirkt. Dieser Druck ist direkt proportional
den Bremsdrehmomentkräften, die auf den Bremsenhalteflansch 4 ausgeübt werden, so
daß die Messung der proportionalen Kräfte dazu benutzt werden kann, um festzustellen;
ob in den Bremsmitteln übermäßige Bremskräfte erzeugt werden. Ein mit der Achse
I verbundener passender Sperring 13 dient dazu, um eine unerwünschte Axialbewegung
des Bremsenhalteflansches 4 zu verhindern.
-
Zur Verwirklichung der beabsichtigten Steuerung des Bremsdrehmoments
ist im algemeinen ein Steuerzylinder 14 vorgesehen, welcher durch eine übliche Rohrkupplung
15 ' an der Rippe Io befestigt sein kann. Diese Rohrkupplung 15 hat eine Bohrung,
welche mit einer Bohrung 16 in der Rippe Io und dadurch mit der hydraulischen Kammer
II in Verbindung steht.
-
Der hydraulische Druck wird durch die Rohrkupplung in das Innere des
Zylinders 14 übertragen, in dem ein verschiebbarer Kolben 17 dem Druck im Zylinder
ausgesetzt ist. Dieser Kolben 17 besitzt auf dem der Rohrkupplung entgegengesetzten
Ende des Zylinders einen Kopf 18, der auf einer Kolbenstange I9 befestigt ist. Eine
Druckübertragungskupplung 2o ist mit dem entgegengesetzten Ende des Zylinders 14
-verbunden, über die ein druckbetätigter elektrischer Schalter 21 verstellt
wird. Der Schalter 21 enthält ein geeignetes Gehäuse mit einer darin befindlichen
hydraulischen Kammer 22, welche durch eine Endkappe 23 gebildet wird, die passend
an dem Schaltergehäuse befestigt und mit der Kupplung 2o verbunden ist. In dem Schalter
21 ist eine druckgesteuerte Scheidewand 24 mit einem Kontaktfinger 25 vorhanden.
Dieser Kontaktfinger 25 ist in Längsrichtung seiner Achse beweglich, um den Schalter
durch Auslenkung der Scheidewand 24 zu schließen. Das geschieht, wenn ein beabsichtigter
vorherbestimmter Druck mittels einer Flüssigkeif in der Kammer 22 auf die Scheidewand
ausgeübt wird. Auf diese Weise wird der Schalter 2I nur dann geschlossen, wenn ein
vorherbestimmter hoher Druck in der Schalterkammer 22 besteht.
-
Fig. 3 zeigt, wie die Bremsbetätigungsmittel durch den Schalter 2i
gesteuert werden können. Die Steuermittel sind mit Einschluß eines elektrischen
Stromkreises gezeigt, der von einer geeigneten Batterie oder einer anderen Kraftquelle
26 gespeist wird. Die Batterie ist mit einem Serienstromkreis eines Steuersolenoids
27 und demSchalter 21 durch entsprechende Leitungen 28, 29 und 30 verbunden. Das
Solenoid 27 ist z. B. geeignet, ein Zweistellungsventil 31 zu steuern, welches normalerweise
zum
Durchfluß einer hydraulischen Flüssigkeit eingestellt ist, die von einer geeigneten
Antriebspumpe 32 durch ein vom Bremspedal gesteuertes Steuerventil 33 und die Leitung
34 zu den üblichen dargestellten Bremsbetätigungsmitteln 12 gelangt, wenn das Bremspedal
betätigt wird. Andererseits wird, wenn der Schalter 2I geschlossen wird, das Solenoid
27 so erregt, daß es das Ventil 31 in eine zweite Stellung zieht, in der die Flüssigkeit
in den Bremsbetätigungsmitteln 12 durch eine Bohrung 35 in dem Ventil 31 zu einer
Rückführleitung 36 und in eine Flüssigkeitsvorratskammer 37 zurückfließt. Daher
kann ein übermäßiges Bremsmoment gemäß der Erfindung aufgehoben und verhindert werden.
-
Das Ventil 33 verbindet die Leitung 38 und die Leitung 34, wenn das
Bremspedal zum Rückfluß der Flüssigkeit zur Vorratskammer 37 freigegeben ist, und
hebt den Bremsdruck auf.
-
In der Verkörperung der dargestellten Erfindung ist auf, der Achse
I eine Mehrzahl von unabhängigen Bremsscheiben, Bremsen und Bremshaltemitteln gezeigt,
und die beschriebene Einrichtung ist in dieser Gattung eines Kraftbremssystems benutzt.
Ein zweiter Bremsenhalteflansch 39 ist aus der Achse I in ähnlicher Weise angeordnet,
aber von dem Bremsenhalteflansch 4 axial getrennt. In diesem Beispiel sind axial
gerichtete Keilzähne 40 in einem vertieften Umfangsteil der Achse I vorgesehen.
Diese Zähne stehen mit entsprechenden Keilzähnen 41 in Verbindung, welche in einem
Lagerring 42 angeordnet sind, der dazu dient, den Bremsenhalteflansch 39 auf der
Achse I anzubringen. Ein Sperring 43 ist auf das Ende der Achse I aufgeschraubt,
um den Lagerring 42 darauf festzuhalten. Fig. I der Zeichnung zeigt, daß der Lagerring
42 im wesentlichen T-förmigen Querschnitt und auf seinem äußeren Umfang geneigte
Zähne 44, ähnlich den Zähnen 2 und 3, aber in entgegengesetzter Richtung besitzt.
Diese Zähne stehen mit entsprechenden Zähnen 45 auf dem Innenteil des Bremsenhalteflansches
39 in Verbindung.
-
Auf diese Weise ist eine zweite hydraulische Kammer 46 zwischen den
benachbarten Teilen des Lagerringes 42 und des Bremsenhalteflansches 39 geschaffen,
die in Verbindung mit dem Bremsenhalteflansch 39 wirkt. Die Kammer 46 wird teils
durch einen topfartigen vorstehenden Flansch 47 gebildet der im allgemeinen mit
dem Bremsenhalteflansch ein Ganzes bildet, aber von ihm aus vorsteht und sich zwecks
Verbindung mit dem Grundteil des Lagerringes 42 radial nach innen erstreckt. Geeignete
Dichtungsmittel sind zwischen den benachbarten Oberflächen des Bremsenhalteflansches
39 und dem Lagerring 42 angeordnet, um die Spielräume der hydraulischen Kammer 46
zu verschließen.
-
Der Druck in der Kammer 46 ist ebenfalls proportional dem bremsenden
Drehmoment, welches auf den Bremsenhalteflansch 39 ausgeübt wird. Die Flüssigkeit
in der hydraulischen Kammer 46 steht mit dem hydraulischen Zylinder 14 durch eine
Leitung 48 in Verbindung, die zwischen den Enden des Zylinders 14 angeschlossen
ist. Die Leitung 48 ist mit einer Kupplung 49 an dem Lagerring 42 befestigt. Eine
Bohrung 5o in dem Lagerring vervollständigt den Durchflußweg zur Kammer 46. Auf
dem Zylinder 14 sitzt die Leitung 48 an einem Stutzen 51, in dem eine Bohrung 52
zur Verbindung mit der Bohrung 14 angebracht ist. Um eine Druckminderung in dem
Zylinder 14 zu verhindern, hat derselbe innen zwischen dem Kolben 17 und dem Kopf
I8 eine Stopfbuchse 53, in der die Kolbenstange I9 gleitet, die sich durch die Zwischenwand
erstreckt. Auf diese Weise wird der an dem Zylinder 14 übertragene Druck ergänzt
oder darin aufgespeichert, so daß die Gesamtdrücke, die in den Kammern II und 46
vorhanden sind, auf den Kopf 18 zur Auswirkung kommen. Demgemäß wirkt die Einrichtung
so, daß sie das Gesamtbremsdrehmoment begrenzt, ganz gleich, ob die Bremsenhalteflansche
4 und 39 gleichen oder vollständig verschiedenen auf sie einwirkenden Bremskräften
ausgesetzt sind. In jedem Falle können die Gesamtbremskräfte, die auf die Achse
I ausgeübt werden, so reguliert werden, daß sie unter der vorherbestimmten Schätzung
oder der Einstellung der Druckscheidewand 24 in dem Schalter 21 bleiben.
-
Die Leitung 34 für die Bremsflüssigkeit besitzt eine Zweigleitung
54, welche zu den Bremsmitteln 55 für die Bremsscheibe 56 führt. Es kann aber auch,
wenn es erwünscht ist, ein getrenntes Steuersolenoid und Ventil vorgesehen sein,
um die Bremsmittel 55 zu regulieren. Diese können sogar einen getrennten, dafür
vorgesehenen- Steuerzylinder haben.
-
Fig. 4 zeigt, wie der Bremsenhalteflansch 39 Bremsmittel 55 trägt,
die ein Bremsengehäuse 58 besitzen, in dem sich ein üblicher hydraulisch gesteuerter
Kolben 59 befindet. Die Bremsmittel 55 können mit den entgegengesetzten Seiten der
Bremsscheibe 56 in Verbindung treten, die mit einem Rad 6o zur Umdrehung mit demselben
verzahnt ist. Das Rad 6o ist durch Lager 57 mit der Achse i verbunden. Die auf die
Bremsscheibe 56 durch die Bremsmittel 55 ausgeübten Bremskräfte ergeben ein drehendes
Moment auf dem Bremsenhalteflansch 39.
-
Die Drehrichtung des Rades 6o ist mit Bezug auf die Verzahnung 2 und
3 und 44 und 45 eine solche, daß die Bremsenhalteflansche nach außen gezwungen werden,
sobald Bremskräfte auf die Bremsscheiben ausgeübt werden. Dies erzeugt die Drehmomentmessungs-
und Steuerdrücke in den Kammern i i und 46, wie vorher beschrieben, um die Tätigkeit
des Schalters 21 zu steuern und den Bremsdruck aufzuheben, wenn das Gesamtbremsmoment
eine Sicherheitsgrenze übersteigt.
-
Die Erfindung läßt in der Ausführungsform erkennen, daß nur eine einzige
Bremsscheibe erforderlich ist. In diesem Falle ist der Ergänzungszylinder 14 fortgelassen,
und der Schalter 21 wird unmittelbar durch den Druck in der hydraulischen Kammer
i i betätigt.
Aus dem Vorhergehenden ist ersichtlich, daß durch
die Erfindung eine verhältnismäßig billige, einfache, aber wirksame Steuerung geschaffen
ist, so daß die Bremsdrehmomentkräfte . in einem Bremsensystem mit einer oder mehreren
Bremseneinheiten innerhalb der gewünschten Werte begrenzt werden können.