NO832518L - Anordning ved momentavlesningsfoeler - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår generelt bremsesystemer for fly og nærmere bestemt en ny følerutformning som frembringer elektriske signaler for indikering av hjul-bremsenes reaksjonsmoment.

På en typisk måte omfatter bremsesystemer for fly

en flerskivet stabel av stasjonære og roterende elementer som når de samvirker i en aksial retning, bevirker et friksjons-inngrep og.pådrar hjulet en bremsevirkning. Inngrep av skive-elementene frembringes av et flertall aksialt anbragte aktuatorer, idet hver aktuator virker på en ringformet del av en bremsetrykkplate. Aktuatorene beveges samtidig av en kraft tilført ved hjelp av hydraulisk fluidumtrykk på en vel kjent og forstått måte. Bremsekontakt innledes selvsagt av piloten ved betjening av en fotbetjent ventil som påfører hydraulisk fluidumtrykk på bremseaktuatoren.

Mange fly, både trafikkfly og militære fly anvender også glidehindrende systemer for bremsing av flyet. Disse systemer er først og fremst elektroniske og vanligvis med-fører deres betjening avføling av flyets retardasjon for å

gi signaler til en trykkstyreventil som avlaster bremsetryk-ket. Retardasjon detekteres av en transduktor montert i hjulet for å føle hjulhastigheten og frembringe elektriske signaler til den glidehindrende styrekrets. Disse glidehindrende systemer arbeider i forbindelse med de nå anvendte hydrauliske bremsesystemer over servoventiler og ventil-betjeningskretser som funksjonerer for å betjene bremse-aktuatorene på den ovenfor beskrevne måte.

I tillegg til de ovennevnte systemer er der et behov for å begrense bremsereaksjonsmomentet som genereres ved den normale bremseoperasjon, for å tillate optimal belastnings-konstruksjon av flyets konstruksjonselementer og særlig blandingsutstyrets støtter på fly. Bremsereaksjonsmomentet styres ved å begrense tilførselen av fluidumtrykk til bremse-aktuatorene. Et eksempel på oppnåelse av dette er beskrevet i US patent 4 296 897. I samsvar med patentet funksjonerer en "bremsemomentbegrenser" for å redusere det tilførte trykk til hjulbremsemekanismen etter utførelse av en sammenlig-ning mellom bremsereaksjonsmomentet og det tilførte trykk. Hvis bremsereaksjonsmomentet er større enn en på forhånd fastlagt verdi som er beregnet som en. funksjon av det til-førte fluidumtrykk, vil bremsemomentbegrenseren redusere trykktilgangen til bremsemekanismen på en tilsvarende måte.

Det er nå også et ønske hos flyprodusenter om å redusere flyets vekt og ved å gjøre dette, vinne en reduksjon av brenselforbruket og/eller frembringe økt lastekapasitet. Et område som har klare muligheter for slik vektreduksjon inkluderer det hydrauliske system for hjulbremsepåvirkning. Selvsagt krever et hvilket som helst hydraulisk system lengde av hydraulikkslanger eller rør, trykkstyreinnretninger såsom ventiler og lignende, og en kilde for hydraulikkfluidum. Eliminering av det hydrauliske system kan derfor føre til vesentlig vektbesparelse. I en samtidig ansøkning med tittel "Elektrisk drevet brems for fly" er det beskrevet forskjellige alternativer til de hydrauliske aktuatorer. Disse er spesielt utformede elektriske motoraktuatorer som driver bremseskiveelementene til kontakt som følge av et elektrisk inngangssignal.

Mens elimineringen av det hydrauliske, bremsedrivsystem er en klar mulighet i betraktning av de fremskritt som er gjort på området, fremstiller slik eliminering et behov for elektriske momentføleorganer fordi momentføling nå oppnås på grunn av dens forhold til hydraulisk trykk. Dette hydrauliske trykkforhold er imidlertid ikke en virkelig avlesning av momentreaksjonskraften, men er snarere en relativ måling av momentkraften. En føler som avleser den virkelige momentkraft er derfor påkrevet. Videre er det tatt i betraktning at antisluresystemer kan benytte bremsereaksjonsmoment i en tilbakekoblingssløyfe i de elektroniske systemer for å forsterke styringen av antisluring. Under disse omstendig-heter vil et elektrisk signal som indikerer det. virkelige bremsereaksjonsmoment, være ytterst nyttig, ikke bare for et helt elektrisk bremsedrivsystem, men også for et elektronisk antislure-styresystem.

Derfor/ og i samsvar med et trekk ved foreliggende oppfinnelse, er det et formål å skaffe tilveie en moment-avlesningsføler som er elektrisk av konstruksjon og er istand til å avlese det virkelige bremsereaksjonsmoment for et hvilket som helst flyhjul og bremsekonstruksjon.

Det er i samsvar med et annet trekk ved foreliggende oppfinnelse et formål å skaffe tilveie en momentavlesnings-føler som er forenlig med fremtidige flybremsesysterner av typen "brake-by-wire" og som også kan frembringe signaler an-vendelige i elektroniske antisluresystemer.

Det er i samsvar med ennå et annet trekk ved oppfinnelsen et formål å skaffe tilveie en momentavlesningsføler som er enkel av konstruksjon, som lett monteres på et flyhjul og bremseutstyr under sammensetningsoperasjoner av disse i fabrikken, og som kan retromonteres på bakken på nåværende konstruksjoner av hjul- og bremseutstyr.

Det er i samsvar med ennå et ytterligere trekk ved oppfinnelsen et formål å skaffe tilveie en utformning av en momentavlesningsføler som kan være temperaturkompensert og kalibrert ved fabrikkmonteringen og/eller kan retromonteres på bakken uten at ytterligere vedlikeholdskalibreringer er påkrevet.

De forskjellige karakteristiske trekk og formål med oppfinnelsen er skaffet tilveie i en momentavlesningsføler for montering på en boltet innbyrdes forbindelse mellom bremseutstyret på et fly og en anordning for begrensning av det bremsereaksjonsmoment som genereres ved pådrag av en bremsefunksjon og oppfinnelsen er kjennetegnet ved de trekk som fremgår av karakteristikken til de etterfølgende krav.

Oppfinnelsen vil bedre forstås ut fra følgende detaljerte beskrivelse under henvisning til tegningene, hvor fig. 1 viser oppfinnelsens omgivelser i forbindelse med et typisk firehjulsunderstell i form av et bjelke-landingsutstyr for et fly, idet de to nærmeste hjul er fjernet for over-siktens skyld, fig. 2 er et snitt av en skivebremseanordning som utgjør en del av et tohjulslandingsutstyr og viser an-vendelsen av oppfinnelsen som deler med heltrukne linjer som særlig viktige deler, fig. 3 er et enderiss av en utførelse av momentavlesningsføleren ifølge oppfinnelsen, fig. 4 er et snitt etter linjen .4-4 på fig. 3, fig. 5 er et snitt etter linjen 5-5 på fig. 3, fig. 6 er et snitt i større målestokk i likhet med fig. 5, av momentføleren på fig. 3, fig. 7 er et oppriss av en annen utførelse av momentføleren for montering på en momentbolt med sirkulært tverrsnitt, fig. 8 er et delvis oppriss av en annen utførelse av oppfinnelsen i likhet med fig. 7, og fig. 9 er et delvis oppriss av en annen utførelse som kan monteres på en momentbolt med sirkulært tverrsnitt.

Med henvisning til tegningene viser fig. 1 om-givelsene for oppfinnelsen anvendt for et typisk firehjuls bjelkelandingsunderstell generelt betegnet med henvisningstallet 10. Utstyret av elementer som' utgjør landingsunderstellet 10 inkluderer vanlig: en understells-støttebjelke 12 forbundet med flykonstruksjonen (ikke vist) ved hjelp av forskjellige organer og avstivningselementer 14, et par aks-ler 16 montert på støttebjelken 12 over en understellsbjelke 18, hjul, bremse og dekkutstyr generelt betegnet med 20, og bremsemoment-styreorganer generelt betegnet med 30.

Hvert utstyr 20 omfatter et dekk 22 montert på et hjul 24 med aksialt anbragte bremseorganer 26 montert i dette. Bremseorganene 26 inkluderer på. vanlig måte en stabel bremseskiver som består av en rekke skiver fastkilt til hjulet for dreining med dette og en annen rekke avvekslende skiver fastkilt på et momentrørelement som er ubevegelig festet i en bremsekapsling vist ved 28. Bremsekapslingen 28 bærer et antall bremseaktuatorer 34 som er montert med innbyrdes av-stand omkring kapslingen for å bevirke kompresjon av bremse-stabelen på en vel kjent og forstått måte. Når bremseorganene 26 ikke er festet umiddelbart og på en stasjonær måte på akselen 16, blir bremsereaksjonsmomentet som genereres ved bremsevirkningen av de roterende skiver, tatt opp gjennom momentstyreorganene 30. Disse organer 30 omfatter en moment-uttaksarm 32 som ved den ene ende er forbundet med støtte-bjelken over den motsatte ende med bremsekapslingen 28 over et kapsling-flenselement 28a. Forbindelsen mellom momentuttaksarmen 32 og flensen 28a er oppnådd ved hjelp av en bolt 36.

Fig. 2 viser et bremseutstyr 26' slik det kan være utformet for et typisk tohjuls landingsunderstell.Bremseutstyret 26' omfatter en bremsekapsling 28' som bærer et antall bremseaktuatorer 34' i aksial anordning omkring kapslingen på en måte som ligner på den vist på fig. 1. Aksialt fra kapslingen 28<*>strekker seg et momentrør 40 som er festet til kapslingen 28' med bolter 42. Et antall bremseskiver som danner en stabel 44 av bremseskiver, er båret av momentrøret 40, idet en rekke skiver 44a er fastkilt til momentrøret 40, mens en avvekslende rekke skiver 44b er fastkilt på hjulet 46 for rotasjon med dette. Bremsereaksjonsmomentet styres gjennom en innbyrdes forbindelse av en moment-uttaks-pinneskrue 50 med bremsekapslingen 28'. Bolten 50 er selvfølgelig montert på flyets støttebjelkeutstyr for å bevirke momentuttak meget i likhet med armen 32 på fig. 1. ;En bøssing e.l. 54 er festet i boltens opptaksboring 52 for;å beskytte kapslingen 28' som består av smidd aluminium.;Nå er således denne oppfinnelse rettet på en moment-avlesningsf øler som umiddelbart føler bremsereaksjonsmomentet som opptas av momentuttakselementene beskrevet i forbindelse med fig. 1 og 2. Momentføleren ifølge oppfinnelsen er innrettet for montering ved den innbyrdes forbindelse av momentstyreorganene som hører til landingsunderstellets støtte-bjelke. På fig. 1 er den innbyrdes forbindelse ved bolten 36 som forbinder momentuttaksarmen 32 med bremsekapslingsflensen28a. På fig. 2 er den innbyrdes forbindelse ved pinneskruen 50 som er festet inn i kapslingen 28'. Momentuttaksboltene 36, 50 kan ha en hvilken som helst tverrsnittsform, dvs. firkantet, rund osv., men i hvert tilfelle er boltene normalt festet gjennom en metallbøssing som beskytter uttaksarmen 32 og/eller kapslingen 28' mot slitasje. Momentføleren ifølge oppfinnelsen er montert i stedet for bøssingen og det vil erkjennes at en egnet utformning av føleren bevirker en umiddelbar avlesning av bremsereaksjonsmomentet overført til boltene 36, 50 over bremsekapslingens og momentrørets innbyrdes forbindelse. ;Nærmere bestemt og med henvisning til fig. 3, 4, 5;og 6 er momentavlesningsføleren ifølge oppfinnelsen vist i en utformning for montering på en bolt eller pinneskrue 36, ;50 som har et kvadratisk eller rektangulært tverrsnitt. Føleren som er antydet med henvisningstallet 100, er et metall-legeme fortrinnsvis av rustfritt stål med en boring 102 innrettet for opptak av en eller annen av de ovenfor nevnte momentuttaksbolter. I samsvar med denne første utførelse har føleren 100 veggforlengelser 104, 106 som avgrenser boringen 102, idet forlengelsene ender i en flenset ende 108. Som vist på fig. 5 har veggforlengelsene 106 en forsenket del 110, ;hvis betydning vil fremgå senere.;Føleren 100 kan være montert på bremseutstyrene ifølge fig. 1 eller fig. 2 enten ved avkjøling av metallet som danner følerlegemet eller ved oppvarming av kapslingen og presspasning av følerlegemet i en boring i bremsekapslingens flens 28a eller inn i en boring 52 anordnet i bremsekapslingen 28'. Enden 108 danner en stopper ved innføring av føleren i dens opptaksboring 52. Momentuttaksboltene 36, 50 ;er opptatt i boringen 102 i føleren 100. Den nøyaktige måte for momentavlesning vil bli beskrevet under henvisning til fig. 6 som er et. vesentlig forstørret riss i snitt av føler-veggen 106. Som nevnt i det foregående har veggene 106 for-dypninger 110 og disse skaffer en beskyttet monteringsplass for et par strekkmålere 112 og 112'. Videre er veggene 106 gitt en svakt konkav utformning med en radius R og i dette tilfelle er en avbøyningsbjelke dannet av veggen 106 med en avbøyning d som antydet på tegningen. Strekkmålerne er kalibrert for avbøyningen d av veggen 106 og er således også kalibrert for det virkelige bremsereaksjonsmoment som over-føres til boltene 36, 50 som er opptatt i boringen 102. Et annet par strekkmålere 112' kan også være montert i en fordypning 110' på den motsatte, vegg 106 for å skaffe temperaturkompensering av momentavlesningssignalet på en konvensjo-nell måte. Det vil forstås at ansatsene 106a som er anordnet omkring fordypningen 110, hindrer skade på målerne 112 i tilfelle av sjokkbelastning av føleren. Slik belastning kan opptre ved nedslaget av flyet under landing. ;På fig. 7 er vist en momentavlesningsføler 120 i;en utformning tilpasset for montering på en momentbolt 36, 50 med sirkulært tverrsnitt. Føleren 120 er et sylindrisk metall-legeme i form av en fleksibel krave, hvori et indre hylseelement 122 har en elliptisk boring 122a avgrenset av en hovedakse AM „ og en mindre akse A m, idet sistnevnte er lik diameteren av momentbolten 36, 50 for således å passe tett inntil ;bolten i dette punkt. Et ytre hylseelement 124 har en fordypning 124a som tillater bøyningsbevegelse av hylsen 122 i retning av pilen 128.Føleren 120 er montert på samme måte som føleren 100 på fig. 6 ved at den er montert i stedet for en bøssing eller lignende som normalt anvendes i den innbyrdes forbindelse av momentbolt og bremsekapsling. Strekkmålere 126 er festet til den ytre overflate av den indre hylse 122 på linje med den minste akse A mog i en relativt radial stilling i forhold til fordypningen 124 clfor å føle eventuell bøyning av hylsen ved en momentkraft på bolten 36, 50. Ansatser 124b er anordnet for å beskytte strekkmålerne 126 i tilfelle av en sjokkbelastning på føleren. Fig. 8 viser en annen utformning av momentavlesnings-føleren av den type som er vist på fig. 7 unntatt at i denne utførelse er det anordnet en føler 130 i form av en bøynings-bjelke. Føleren 130 omfatter en indre hylse 132 som passer tett omkring momentbolten 36, 50 og er kjennetegnet ved minst én aksialt innrettet fordypning 132a som har en buelengde på omkring 25 - 50% av hylsens 132 omkrets. En bueformet bjelke 134 med en buelengde litt større enn fordypningens 132a buelengde er montert i fordypningen slik at endene 134a ligger an mot veggene 132b som ligger på linje i den aksiale retning av hylsen. Minst et par strekkmålere 136 er festet til en indre overflate av bjelken 134 og det vil nå fremgå at når en momentkraft foreligger i pilens 138 retning på hylsen 132, vil det oppstå kompresjonsbøyning av bjelken 134 i retning av pilene 140 og det genereres et utgangssignal i strekkmålerne. Signalet kan være kalibrert i forhold til bøyningen av bjelken 134 og er således en umiddelbar avlesning av den påtrykte momentkraft. Fordypningen 132a er også her utstyrt med ansatser 132c som beskytter strekkmålerne 136 i tilfelle av sjokkbelastning av føleren. Fig. 9 viser ennå en annen utførelse av oppfinnelsen som også er tilpasset for montering på en momentbolt 36, 50 med sirkulært tverrsnitt. Som vist på tegningen er en føler 150 i form av en krave eller hylse 152 som har en sirkulær boring 152a som passer tett omkring bolten 36, 50, men er kjennetegnet ved en ytre omkrets som er hovedsakelig ellipseformet. Ellipsen er definert ved en hovedakse AM og en mindre akseA^/ idet hovedaksen er lik boringens 154 diameter som er utformet i kapslingsflensen 28a eller som et alterna-tiv i selve kapslingen 28<*>. Strekkmålere 156 er festet til den ytre overflate av hylsen 152 ved de ytterste punkter av den mindre akse A mog det. vil være klart at en momentkraft utøvet på bolten 36, 50 i retning av pilen 158 vil bevirke avbøyning av hylsen og således en utgangseffekt fra strekkmålerne som vil være en direkte indikering av momentkraften når målerne er kalibrert for avbøyning av hylsen 152. Selvsagt kan avlesningen også være temperaturkompensert bare ved installeringen av strekkmålerne på den motsatte side av hJ ylsen ved den annen ende av den mindre akse A m. Målerne 156 er beskyttet mot sjokkbelastninger som kan opptre og som kan overstige det normale arbeidsområde for føleren, ved anord-ningen av ansatser 152b. Ansatsene 152b hindrer også at hylsen 152 får en permanent deformering på grunn av slik for stor belastning på føleren.

Det vil uten videre forstås av fagfolk på området fra den foregående beskrivelse at en momentavlesningsføler er skaffet tilveie som byr mange fordeler for denne teknikkens område. Føleren er f.eks. lett å montere på forbindelsen mellom bremsekapslingen og momentuttaket og dette kan foregå enten under en fabrikkmontering eller under en retromontering på bakken. Videre kan føleren uten videre temperaturkompen-seres ved den enkle operasjon med å anordne en identisk utformning av bøyekraven og strekkmålerne på den motsatte side av føleren. I denne henseende vil det også forstås at det ene eller det annet par målere kan anvendes for å frembringe momentavlesningssignalet og således kan føleren være montert ved den ene eller annen ende av momentuttaksmekanismen på landingsunderstellet.

Claims (9)

1. Momentavlesningsføler for montering på en boltet forbindelse mellom bremseutstyret på et fly og en innretning for begrensning av bremsereaksjonsmomentet som genereres ved pådrag av bremsevirkning, karakterisert ved et hovedsakelig rø rformet metallisk legeme med veggpartier som avgrenser en boring og har forsenkete områder tilnærmet ved det midtre tverrsnitt av legemet og på motsatte utven-dige veggflater av dette og minst én av veggene utformet i en konkav form i området for forsenkningen, og minst ett par strekkmålere festet til de forsenkede områder med konkav form, idet følerne er montert på bolten ved den innbyrdes forbindelse på en slik måte at en bremsereaksjons-momentkraft på-trykt bolten avbøyer veggen med den konkave form og strekkmålerne festet til det forsenkede område av veggen bevirker et elektrisk utgangssignal som indikerer momentkraften som den boltede forbindelse utsettes for.

2. Momentføler ifølge krav 1, karakterisert ved veggpartier som avgrenser en hovedsakelig kvadratisk boring og minst to av dens motsatte sider er forsenket og konkave.

3. Momentføler ifølge krav 1, karakterisert ved veggpartier som avgrenser en hovedsakelig rek-tangulær boring og minst to av dens motsatte sider er forsenket og konkave.

4. Momentføler ifølge krav 1, karakterisert ved veggpartier som avgrenser en hovedsakelig sirkulær boring og minst to motsatte sider av denne er forsenket i en slik grad at den ytre omkrets definerer en ellipse, idet strekkmålerne er festet til ellipsens sider.

5. Momentføler ifølge et av kravene 2, 3 eller 4, karakterisert ved parvise strekkmålere montert i fordypningene i de motsatte sider, idet et av parene bevirker et momentavlesningssignal mens det annet par frembringer temperaturkompensering av signalet.

6. Momentføler ifølge et av kravene 2 eller 3, karakterisert ved konkave sider utformet med en slik radius at det fastsettes en veggavbøyning "d" og strekk målerne festet til veggen er kalibrert til avbøyningen.

7. Momentføler for montering på en boltet forbindelse mellom bremseutstyret på et fly og en innretning for begrensning av det bremsereaksjonsmoment som genereres ved pådrag av bremseeffekten, karakterisert ved et hovedsakelig sylindrisk metallisk legeme som omfatter koaksialt på linje liggende indre og ytre hylseelementer, idet det indre element har en hovedsakelig ellipseformet boring avgrenset av en hovedakse og en mindre akse, og idet den ytre hylse har minst én forsenkning i sin boring i relativ stilling til den mindre akse, og minst ett par strekkmålere festet til en ytre overflate av den indre hylse på linje med den mindre akse og i relativ posisjon til forsenkningen i den ytre hylseboring, idet føleren montert på en bolt som hører til den innbyrdes forbindelse av bremseutstyret og moment-begrensningsinnretningen, og den mindre akse for den indre hylseboring er lik diameteren av bolten slik at en momentkraft utøvet på bolten avbøyer den indre hylse utover på linje med den mindre akse og strekkmålerne festet til den ytre overflate av hylsen genererer et utgangssignal som indikerer momentkraften som utøves.

8. Momentføler ifølge krav 7, karakterisert ved parvise strekkmålere festet til motsatte ytre overflater av den indre hylse på linje med den mindre akse og forsenkninger er anordnet i boringen i den ytre hylse tilnærmet ved stillingen av målerne, idet et par målere frembringer et momentavlesningssignal mens det annet par målere skaffer temperaturkompensering av signalet.

9. Momentføler for montering på en boltet forbindelse mellom bremseutstyret på et fly og en innretning for begrensning av bremsereaksjonsmomentet generert, ved pådrag av bremse-effekt, karakterisert ved en sylindrisk hylse med minst én aksialt på linje liggende fordypning på den ytre overflate av denne med en buelengde lik omkring 25 - 50 % av hylsens omkrets, en buet bjelke med en buelengde litt større enn buelengden av fordypningen og montert i fordypningen slik at endene av bjelken støter mot veggene i fordypningen aksialt på linje med hylsen og minst ett par strekkmålere festet til den indre overflate av bjelken, idet føleren er festet på den boltede forbindelse slik at en momentkraft på bolten inne i boringen i hylsen avbøyer den forsenkede del utover, og den utover rettede avbøyning bevirker en sammentrykking av bjelken og et utgangssignal fra strekkmålerne som indikerer den pådratte momentkraft.