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Vorrichtung zum selbsttätigen Regeln des Bremsdruckes bei einer durch
Druckmittel betätigten Radbremse Die Erfindung bezieht sich auf eine selbsttätige
Bremsvorrichtung und insbesondere auf eine solche Art von selbsttätiger Bremsvorrichtung,
wie sie in der britischen Patentschrift 6767o8 beschrieben ist.
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In der britischen Patentschrift 676 7o8 handelt es sich um eine Vorrichtung
zum selbsttätigen Regeln der Druckmittelzufuhr zu durch Druckmittel betätigten Bremsen
von Luftfahrzeuglanderädern in einer solchen Weise, daß eine maximale Bremsung bzw.
Geschwindigkeitsverminderung des Luftfahrzeuges ermöglicht wird, ohne daß ein Gleiten
oder Rutschen der Landeräder eintritt. Die Vorrichtung umfaßt ein Gehäuse, das sich
mit einem dieser Räder dreht, ein Trommelglied, das auf Lagern innerhalb des Gehäuses
drehbar ist, und ein ringförmiges Schwungrad, das zwischen dem äußeren Umfang des
Trommelgliedes und dem inneren Umfang des Gehäuses drehbar ist und das einen Steg
hat, der sich diametral über seinen inneren Umfang und durch zwei diametral gegenüberliegende
Schlitze erstreckt, die durch den Umfang des Trommelgliedes in dessen Mittelebene
hindurchgehen. Zum Antrieb des Trommelgliedes ist eine Reibungskupplung vorgesehen,
die ihrerseits durch
das Gehäuse angetrieben wird. Eine uhrfederartige
Feder ist zwischen das Schwungrad und das Trommelglied eingesetzt, um das Schwungrad
relativ zu dem Trommelglied so zu drücken, daß der Schwungradsteg normalerweise
an einem Ende jedes der durch das Trommelglied-hindurchgehenden Schlitze anliegt,
so daß das Schwungrad von dem Trommelglied bei Drehung des Rades angetrieben wird.
In dieser relativen Stellung des Schwungrades und des Trommelgliedes können die
Bremsen angelegt werden, beim Gleiten oder Rutschen des Landerades verlangsamt sich
jedoch das Trommelglied mit dem Rad, während die Trägheit des Schwungrades dieses
gegen die Feder in eine Stellung bewegt, im welcher der Bremsdruck abgeschaltet
ist.
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Bei der oben beschriebenen Ausbildung ist das Schwungrad einfachwirkend,
d. h. es bewegt sich nur in einer Richtung relativ zu dem Trommelglied aus einer
Bremsenanlegestellung in eine Bremsenlösestellung. Dies hat gewisse Nachteile, die
gemäß der vorliegenden Erfindung dadurch überwundenwerden können, daß ein »doppeltwirkendes«
Schwungrad für das einfachwirkende Schwungrad gesetzt wird. Vorzugsweise wird das
Schwungrad in der Bremsenanlegestellung in der Mitte zwischen zwei uhrfederartigen
Federn von ungleicher Bemessung gehalten, und eine Relativbewegung zwischen dem
Schwungrad und dem Trommelglied im beiden Richtungen beschränkt den Fluß des Druckmittels
zu den Bremsen.
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Zweck der Erfindung ist die Schaffung einer verbesserten Vorrichtung
der in der britischen Patentschrift 6767o8 beschriebenen Art, bei welcher die Nachteile
eines einfachwirkenden Schwungrades überwunden sind.
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Die bekannte Einrichtung: zum selbsttätigen Regeln des Bremsdruckes
bei einer durch Druckmittel betätigten Radbremse umfaßt ein mit einem Rad drehbares
Gehäuse, ein innerhalb des Gehäuses drehbar angeordnetes und von ihm angetriebenes
Glied, ein in dem Gehäuse drehbares Schwungrad, das durch das genannte Glied angetrieben
wird und mit Bezug auf dieses eine begrenzte Winkelbewegung ausführen kann, eine
Ventileinrichtung, die mit einer Druckmittelquelle, dem Auslaß und der Bremse verbunden
werden kann, und eine Vorrichtung, die durch die genannte Relativbewegung axial
bewegbar ist, um die Ventileinrichtung zu betätigen und den Bremsdruck zu ändern.
Erfindungsgemäß ist eine Vorrichtung vorgesehen, welche das Schwungrad in eine Stellung
zwischen den Grenzen seiner Bewegung relativ zu diesem Glied drückt: Das Schwungrad
ist wie bei der bekannten Einrichtung vorzugsweise ringförmig ausgebildet und mit
einer Speiche versehen, die sich von seinem inneren Umfang radial nach innen erstreckt.
Das Schwungrad ist auf dem äußeren Umfang eines Trommelgliedes drehbar, das in seiner
Mittelebene mit einem ringsegmentförmigen Schlitz versehen ist, dessen Enden zwischen
sich einen Winkel in der Größenordnung von 120° einschließen, und die Schwungradspeiche
erstreckt sich in diesen Schlitz. Eine uhrfederartige Feder ist mit einem Ende an
dem Schwungrad und mit dem anderen Ende an dem Trommelglied befestigt. Erfindungsgemäß
ist eine zweite, stärkere uhrfederartige Feder mit einem Ende an dem Trommelglied
befestigt, während ihr anderes Ende so ausgebildet ist, daß es einen nachgiebigen
Anschlag für die Schwungradspeiche bildet, der die Speiche in der Mitte der Länge
des Schlitzes in dem Trommelglied hält. Wenn die Speiche diese Lage einnimmt, wird
die Ventileinrichtung betätigt, um das Druckmittel. durch sie hindurch von der Druckmittelquelle
zu den Radbremsen fließen zu lassen. Bei einer Winkelbeschleunigung bzw. -verzögerung
des Schwungrades relativ zu dem Trommelglied bewegt sich die Speiche entgegen der
Kraft der einen der beiden uhrfederartigen Federn gegen das eine oder das andere
Ende des Schlitzes, und in dieser Stellung der Speiche mit Bezug auf das Trommelglied
wird die Ventileinrichtung betätigt, um den Durchgang von Druckmittel von der Druckmittelquelle
zu den Bremsen zu verringern oder zu verhindern.
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Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung beispielsweise näher erläutert.
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Fig. I ist ein Schnitt durch eine selbsttätige Bremsvorrichtung mit
einer Vorrichtung gemäß der Erfindung; Fig. 2 zeigt auseinandergezogen einen Teil
der Vorrichtung gemäß Fig. I; Fig. 3 ist ein Schnitt durch die Ventileinrichtung
der selbsttätigen Bremsvorrichtung; Fig. 4 ist eine Stirnansicht der das Ventil
betätigenden Einrichtung und der Druckkammer der Vorrichtung gemäß den Fig. I und
3.
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Die Vorrichtung umfaßt einen Bügel I, der auf einem nicht drehbaren
Teil einer Landerad- und Bremsenanordnung befestigt ist, die ein hohles zylindrisches
Gehäuse 2 (Fig. I und 2) aufweist, das in dieser Anordnung drehbar ist. Das Gehäuse
2 ist auf seinem äußeren Umfang mit einem Karutschukreifen 3 versehen, der im Betrieb
in Reibungseingriff mit dem Rad kommt, wodurch das Gehäuse 2 drehbar mit dem Rad
verbunden wird. Auf Lagern 4 innerhalb des Gehäuses 2 ist gleichachsig mit diesem
ein ringförmiges Trommelglied 5 drehbar angeordnet,. dem eine Reibungskupplung 6
zugeordnet ist, die durch das Gehäuse 2 angetrieben wird und das Trommelglied 5
antreibt. Die Kupplung ist so ausgebildet, daß bei einer relativen Winkelbewegung
zwischen dem Trommelglied und dem Gehäuse in der einen Richtung ein starkes Drehmoment
erhalten und bei einer relativen Winkelbewegung in der entgegengesetzten Richtung
ein schwaches Drehmoment erzeugt wird.
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Ein ringförmiges Schwungrad 7 liegt zwischen dem äußeren Umfang des
Trommelgliedes 5 und dem inneren Umfang des Gehäuses 2, und dieses Schwungrad 7
ist auf Lagern 8 drehbar, die von dem Trommelglied 5 getragen werden. Das Trommelglied
5 ist in seiner Mittelebene mit einem ringsegmentförmigen Schlitz mit sich radial
erstreckenden Begrenzungsflächen' 9 und io (Fig. z)
versehen, die
zwischen sich einen Winkel von I2o° einschließen. Das Schwungrad 7 ist mit einer
Speiche II versehen, die sich nach innen durch den ringsegmentförmigen Schlitz des
Trommelgliedes von einer Stelle am inneren Umfang des Schwungrades erstreckt, wobei
das Ende der Speiche II eine kurze Strecke vor dem inneren Umfang des Trommelgliedes
5 entfernt endet. Die Speiche ist also nicht durchgehend, sondern besitzt auf der
einen Seite ein freies Ende. In der Speiche II ist zwischen ihren Enden eine Stufe
ausgebildet, wie dies bei I2 gezeigt ist (Fig.2).
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Eine der Stirnseiten des Schwungrades 7 ist mit einer Aussparung versehen
und in dieser liegt eine uhrfederartige Feder I3, die im nachstehenden als »Verzögerungsfeder«
bezeichnet wird. Das eine Ende dieser Feder ist dabei an dem äußeren Umfang des
Trommelgliedes 5 einstellbar befestigt, wie dies bei I4 gezeigt ist, während das
andere Ende in ähnlicher Weise an dem äußeren Umfang des Schwungrades befestigt
ist, wie dies bei I5 gezeigt ist. Eine andere uhrfederartige Feder I6, die im nachstehenden
als die »Beschleunigungsfeder« bezeichnet wird, liegt in der Nähe des inneren Umfanges
des Trommelgliedes 5 und ist in einem Federgehäuse I7 eingeschlossen, das in seinem
äußeren Umfang einen Schlitz I8 hat, durch welchen das eine Ende der Beschleunigungsfeder
hindurchragt. Dieses Ende der Feder I6 ist als Haken I9 (Fig. 2) zum Eingriff mit
einem einer Anzahl von Vorsprüngen 2o ausgebildet, die auf dem inneren Umfang des
Trommelgliedes 5 gebildet sind, um Mittel vorzusehen, durch welche das genannte
Federende einstellbar festgelegt werden kann. Das andere Ende der Beschleunigungsfeder
I6 ist ebenfalls als Haken 2I ausgebildet, wobei ein Teil davon mit einem Anschlag
22 (Fig. 2) in Eingriff tritt, der mit dem inneren Umfäng des Trommelgliedes verbunden
ist, während der andere Teil an einem Anschlag 23 der Schwungradspeiche II anliegt.
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Die beiden Federn stehen unter Spannung und wirken in entgegengesetzter
Richtung, wobei die Beschleunigungsfeder die stärkere ist. Auf diese Weise liegt
das Hakenende 2I der Beschleunigungsfeder gewöhnlich an dem Anschlag 22 an, der
dem Trommelglied 5 zugeordnet ist, während der Anschlag 23 am freien Ende der Schwungradspeiche
II, durch die Verzögerungsfeder I3 gedrückt, gewöhnlich an dem Hakenende 2I der
Beschleunigungsfeder I6 anliegt, das auf diese Weise als nachgiebiger Anschlag dient.
In dieser Lage befindet sich die Schwungradspeiche II in der Mitte zwischen den
Enden 9 und Io des I2o° umfassenden Schlitzes in dem Trommelglied 5.
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Ein zylindrisches Nockenglied 24 (Fig. I) ist in den inneren Umfang
des Trommelgliedes 5 eingesetzt und mit diesem Glied drehbar. Das Nockenglied 24
liegt auf einer Seite der Schwungradspeiche II, und die dieser Speiche benachbarte
Seite des Nockengliedes 24 ist mit einer flachen Ausnehmung 25 von V-förmigem Querschnitt
versehen, die sich diametral über das Nockenglied erstreckt. Die Schwungradspeiche
II ist mit zwei Bohrungen 26 gleicher Größe versehen, von denen je eine im gleichen
Abstand auf jeder Seite der Achse des Schwungrades 7 angeordnet ist. Eine Kugel
27 liegt in jeder der genannten Bohrungen 26, wobei die Kugeln 27 auf dem Boden
der Ausdehnung 25 in dem Nockenglied 24 sitzen, wenn sich die Schwungradspeiche
II in der Mitte mit Bezug auf den Schlitz in dem Trommelglied 5 befindet, in welcher
Stellung die Schwungradspeiche II, wenn das Trommelglied 5 und das Schwungrad 7
mit Bezug aufeinander feststehend sind, durch die entgegengesetzt wirkenden uhrfederartigen
Federn I3, I6 gehalten wird.
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Eine zu dem Trommelglied 5 gleichachsige Scheibe 28 liegt an der Mitte
der Schwungradspeiche II auf ihrer von dem Nockenglied 24 entfernt liegenden Seite
an, und ein Ende einer nicht drehbaren Betätigungsstange 29 wird durch Federdruck
mit der Scheibe 28 in Berührung gebracht.
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An der Betätigungsstange 29 ist ein Ende eines Hebelarmes 3o befestigt,
dessen anderes Ende mit einer Spindel 3I verbunden ist, die sich druckdicht in die
Druckkammer 32 einer Ventileinrichtung (Fig.3 und 4) erstreckt, die mit einem Arm
des gegabelten Bügels I verbunden ist. An dem anderen Ende der Spindel 3I innerhalb
der Druckkammer 32 ist ein Hebelarm 33 (Fig. 4) befestigt, der diametral dem Hebelarm
30 gegenüberliegt, und mit dem Ende des genannten Armes 33 ist eine Ventilstange
34 verbunden, die an einem Ende ein ausgekehltes Einlaßventilabschlußglied 35 hat;
dieses Einlaßventil steht mit einer Leitung 36 in Verbindung, die zu einer Quelle
von Druckflüssigkeit führen kann. An der genannten Stange 34 ist zwischen ihren
Enden ein ausgekehltes Auslaßventilabschlußglied 37 vorhanden, wobei das Auslaßventil
mit einem Vorratsbehälter in Verbindung steht. Eine Leitung 38, die durch Filtergaze
39 geschützt ist, kann mit den zugehörigen Radbremsen in Verbindung stehen. Die
Ventilstange 34 wird durch eine Feder beeinflußt, um zu gewährleisten, daß das Einlaßventil
sich nur öffnet, nachdem das Auslaßventil sich geschlossen hat, und daß das Auslaßventil
sich schließt, bevor das Einlaßventil sich öffnet. Wenn die Kugeln 27 der Schwungradspeiche
II am Boden ihrer zugehörigen Aussparung 25 in denn Nockenglied 24 sitzen, befindet
sich die Betätigungsstange in einer solchen Stellung, daß das Einlaßventil offen
und das Auslaßventil geschlossen ist. Eine Ventilanordnung dieser Art und ihrer
Arbeitsweise ist näher in der britischen Patentschrift 676 7o8 beschrieben.
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Die Arbeitsweise der Vorrichtung ist folgende: Wenn jedes Rad des
Luftfahrzeuges beim Landen sich dreht, dreht sich das damit verbundene Gehäuse 2.
Das Gehäuse 2, das über die Reibungskupplung 6 wirkt, dreht das Trommelglied 5,
bis es mit derselben Geschwindigkeit wie das Gehäuse 2 umläuft. Essei angenommen,
daßdie Schwungradspeiche mit Gleichgewicht in ihrer Mittelstellung steht, dann bewirken
die ersten 6o° der Winkelbewegung des Trommelgliedes 5, daß das Ende 9 des in ihm
befindlichen Schlitzes sich an die Seite der'Speiche i i
anlegt,
worauf das Schwungrad mit der gleichen Geschwindigkeit wie das Trommelglied angetrieben
wird. Bei einer solchen relativen Winkelbewegung zwischen dem Schwungrad und dem
Trommelglied wird die Verzögerungsfeder I3 gespannt und die Beschleunigungsfeder
I6 durch diese Bewegung nicht gespannt, wobei das mit dem Haken versehene Ende 2I
sich lediglich mit dem Anschlag 23 von dem Anschlag 22 fortbewegt. Gleichzeitig
bewegen sich die Kugeln 27, die in den beiden Bohrungen 26 der Schwungradspeiche
II liegen, auf den geneigten Seiten der V-förmigen Ausnehmung 25 in dem Nockenglied
24, das mit dem Trommelglied 5 drehbar ist, aufwärts. Die Kugeln bewegen sich so
in axialer Richtung durch die Bohrungen 26 und bewegen, da sie an der Scheibe 28
auf der anderen Seite der Schwungradspeiche II anliegen, die Scheibe 28 und such
die Betätigungsstange 29, deren eines Ende durch Federwirkung in Berührung mit der
Scheibe 28 gedrückt wird, in eine solche Stellung, daß das Einlaßventil 35 der Ventileinrichtung
geschlossen und das Auslaßventil 37 geöffnet wird.
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Sobald das Schwungrad 7 mit derselben Geschwindigkeit wie das Trommelglied
5 umläuft, was sofort der Fall ist, nachdem das Ende 9 des Schlitzes im Trommelglied
5 an der Schwungradspeiche II anliegt, tritt die Verzögerungsfeder I3 in Tätigkeit
und bewegt das Schwungrad zurück, bis die Speiche in der Mitte des Schlitzes steht
und das mit dem Haken versehene Ende 2I wieder auf dem Anschlag 23 sitzt. Die Kugeln
27 werden auf den Grund ihrer zugehörigen Aussparung 25 durch die federbelastete
Betätigungsstange 29 zurückgedrückt, bis diese Stange in einer Stellung ist, in
welcher das Einlaßventil 35 offen und das Auslaßventi1 37 geschlossen ist. Dieser
ganze Vorgang findet innerhalb eines Bruchteils einer Sekunde bei dem Rad statt,
dass sich beim Landen zuerst dreht.
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Der Bremsdruck kann dann durch die Steuervorrichtung des Flugzeugführers
angelegt werden, und dieser Druck überträgt sich durch das offene Einlaßventil der
Ventileinrichtung und von dort zu der Radbremse, um das Rad in der in der britischen
Patentschrift 676 7o8 beschriebenen, Weise zu bremsen. Es kann jedoch vorkommen,
daß eins oder mehrere der Landeräder während der Landung und nach dem Anlegen der
Bremsen hochspringen. Wenn ein Rad vom Gewicht des Luftfahrzeuges entlastet ist,
wird es wegen des angelegten Bremsdruckes sofort blockiert, und das Gehäuse 2 bremst
sich mit dem Rad ab. Das Schwungrad 7 setzt jedoch infolge seiner Trägheit seinen
Lauf fort, wobei die Kupplungseinrichtung 6 nur ein schwaches Drehmoment in dieser
Richtung schafft, um das Schwungrad und das Trommelglied sich relativ zu dem Gehäuse
2 während einer vorbestimmten Zeitdauer drehen zu lassen. Die Schwungradspeiche
bewegt sich um 6o° relativ zu dem schwach gebremsten Trommelglied und spannt auf
diese Weise die-Beschleunigungsfeder I6, während der Anschlag 23 das mit dem Haken
versehene Ende 2I von dem Anschlag 22 wegbewegt und auf diese Weise das Einläßventil
35 schließt und das Auslaßventil 37 öffnet, wie dies vorstehend beschrieben worden
ist, und dies hebt den Bremsdruck an der Radbremse auf. Wenn das Rad erneut den
Boden berührt, ist es daher nicht mehr blockiert, sondern frei drehbar, lediglich
vorausgesetzt, daß das Springen nicht von übermäßig langer Dauer ist und das Schwungrad
noch umläuft, wenn das Springen aufhört.
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Sobald das Rad wieder den Boden berührt, dreht es sich, bis es mit
einer Winkelgeschwindigkeit umläuft, die der Grundgeschwindigkeit des Fahrzeuges
entspricht. Während des Springens hat jedoch die Geschwindigkeit des Schwungrades
abgenommen, und nach der Beendigung des Springens möge es sich z. B. nur mit der
Hälfte seiner ursprünglichen Winkelgeschwindigkeit oder noch langsamer drehen. Bei
einem einfach wirkenden Schwungrad der in der britischen Patentschrift 676 7o8 angegebenen
Art würde die Bremse wieder angelegt werden, sobald die Geschwindigkeit des sich
beschleunigenden Gehäuses durch diejenige des sich verzögernden Schwungrades aufgehoben
wird, das mit einer Winkelgeschwindigkeit von nur der Hälfte derjenigen, welche
der Landegeschwindigkeit des Luftfahrzeuges entspricht, umlaufen kann, und dies
würde bewirken, daß die Bremsen zu früh und zu stark wieder angelegt werden. Bei
dem erfindungsgemäßen, doppeltwirkenden Schwungrad ist jedoch, da das Rad sich beim
Berühren des Bodens in Umdrehung gesetzt hat, die Schwungradspeiche an dem Ende
Io des Schlitzes, wobei das Einlaßventil der Ventileinrichtung geschlossen und das
Auslaßventil geöffnet wird, bis die Gehäusegeschwindigkeit zuerst mit der Schwungradgeschwindigkeit
übereinstimmt und diese dann überschreitet, worauf die Schwungradspeiche sich zu
dem anderen Ende 9 des Schlitzes bewegt, wobei das Einlaßventil noch geschlossen
und das Auslaßventil offen ist. Das Einlaßventil wird für den Bruchteil einer Sekunde
geöffnet, wenn die Speiche durch die Mittelstellung der Schlitze schwingt, aber
der Druckstoß auf die Bremsen ist zu momentan, um irgendeine praktische Wirkung
zu haben.
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Wenn das Landerad wieder mit der Grundgeschwindigkeit des Luftfahrzeuges
umläuft und das Schwungrad sich frei mit dem Gehäuse dreht, übernimmt die Verzögerungsfeder
I3 wieder ihre Aufgabe, um die Schwungradspeiche wieder in ihre Mittelstellung zurückzubewegen,
so daß auf diese Weise das Einlaßventil geöffnet und das Auslaßventil geschlossen
und ein Wiederanlegen der Bzemsen gestattet wird.
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Das doppeltwirkende Schwungrad gemäß der Erfindung unterscheidet sich
so- von dem in der britischen Patentschrift 676 7o8 beschriebenen Schwungrad insofern,
als das Einläßventil der Ventileinrichtung nur geöffnet und das Auslaßventil nur
geschlossen wird, wenn die Schwungradspeiche sich in einer Mittelstellung in dem
Schlitz im Trommelglied befindet, d. h., wenn sich das Schwungrad mit derselben
Winkelgeschwindigkeit wie das Trommelglied dreht. Wenn das Schwungrad gegenüber
dem Trommelglied entweder beschleunigt oder verzögert
wird, dann
wird das Einlaßventil geschlossen, um zu verhindern, daß die Bremsen angelegt werden.
Dies ist nicht nur ein Vorteil, wenn das Luftfahrzeug springt, wie vorher beschrieben,
sondern es ist auch ein besonderer Vorteil am Ende eines langen Sprunges, wo sich
das Schwungrad sehr langsam dreht, da das Anlegen der Bremsen so lange verhindert
wird, bis das Schwungrad mit derselben. Geschwindigkeit wie das Gehäuse umläuft
und die Schwungradspeiche in die mittlere Lage in dem Schlitz des Trommelgliedes
gebracht ist.