DE2836740C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Flugzeug-Mehrfach-Scheibenbremse nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Eine Flugzeug-Mehrfach-Scheibenbremse dieser Gattung ist aus der DE-OS 26 28 614 bekannt.

Flugzeuglandebremsen müssen so ausgelegt werden, daß sie auch bei ungünstigen Bremsbedingungen, d. h. bei nasser Landebahn, eine ordnungsgemäße Abbremsung des Flugzeuges sicherstellen. Dies führt dazu, daß die Bremse bei günstigen Bremsbedingungen, d. h. bei trockener Landebahn, ein zu hohes Bremsmoment ent­ wickelt, was die Gefahr in sich birgt, daß es zu einem Bruch der bremskraftübertragenden Teile der Bremse kommt.

Aus den US-PS 27 64 263 und 27 81 871 sind Bremsmomentbegren­ zer bekannt, die das Bremsmoment messen und bei Auftreten eines großen Bremsmomentes den Bremsdruck entlasten. Bei diesen Brems­ momentbegrenzern fehlt allerdings ein unterer Grenzwert für den entlasteten Bremsdruck. Wenn beispielsweise das Ansprechverhal­ ten der Bremsanlage so langsam ist, daß der Bremsdruck auf nahezu Null abfällt, erzeugt die Bremse kein ausreichendes Bremsmoment mehr. Das Flugzeug kann hierbei starke Oszillatio­ nen erfahren, was zu einem unbequemen Abbremsen führt. Außerdem wird bei einer zu starken Bremsdruckentlastung Bremsmittel ver­ schwendet und das Ablassen des Bremsmittels verlangsamt außerdem die Ansprechzeit der Bremsanlage. Da ferner die Einrichtung zur Druckentlastung nicht in der Bremse selbst enthalten ist, wird die Installation und Wartung der Bremsanlage kompliziert.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine ein­ fache Einrichtung zur Begrenzung des Bremsmomentes für herkömm­ liche Flugzeuglandebremsen zu schaffen, die Brüche der brems­ kraftübertragenden Teile der Bremse bei günstigen Bremsbedingun­ gen, d. h. trockener Landebahn, sicher vermeiden soll.

Diese Aufgabe wird durch die im Patentspruch 1 gekennzeichnete Erfindung gelöst.

Bei der erfindungsgemäß vorgesehenen Einrichtung zur Bremsmoment­ begrenzung ändert sich der Bremsdruck nicht; vielmehr ändert sich nur die Wirkfläche des Kolbens. Dies vereinfacht die Brems­ momentbegrenzungseinrichtung, welche in unmittelbarer Nähe des Bremsengehäuses angeordnet werden kann. Lange Strömungsmittel­ leitungen sind nicht nötig, was sich auf die Ansprechgeschwindig­ keit günstig auswirkt. Da ferner der Bremsdruck durch die Brems­ momentbegrenzungseinrichtung unbeeinflußt bleibt, wird die Funk­ tion herkömmlicher Blockiersysteme nicht beeinträchtigt. Da schließlich die erfindungsgemäß vorgesehene Bremsmomentbegren­ zungseinrichtung einfach ist und nur wenige Teile enthält, kann sie vollständig in den Bereich der Bremse eingegliedert werden. Besonders wichtig ist, daß bei einem Ausfall der Bremsmoment­ begrenzungseinrichtung allenfalls ein Zustand mit zu großem Bremsmoment vorliegen kann. Eine Fehlfunktion kann jedoch nie­ mals zum Verlust des Bremsdruckes führen.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert; es zeigt

Fig. 1 einen schematischen Schnitt durch ein herkömmliches, an einem Flansch montiertes Flugzeugrad und eine Mehrfach-Scheibenbremse;

Fig. 2 einen schematischen Schnitt durch ein herkömmliches, an einem Drehmomentenarm montiertes Flugzeugrad und eine Mehrfach-Scheibenbremse;

Fig. 3 eine Teilendansicht des am Drehmomentenarm montierten Rades und der Mehrfach-Scheibenbremse von Fig. 2 gemäß Linie 3-3;

Fig. 4 einen schematischen Schnitt durch eine Einrichtung zur Begrenzung des Bremsmomentes bei der Mehrfach-Scheibenbremse nach den Fig. 1-3.

Die Fig. 1 und 2 zeigen zwei herkömmliche Arten der Anord­ nung von Mehrfach-Scheibenbremsen von Flugzeugen. Gleiche Bezugszeichen beschreiben einander entsprechender Teile. Mit 10 ist die gesamte Anordnung aus Rad und Mehrfachscheibenbremse bezeichnet. Das Rad 12 wird von zwei Ringabschnitten 14, 16 gebildet, von denen nur einer vollständig gezeigt ist. Diese Ringabschnitte sind durch über den Umfang verteilte Schrauben und Muttern aneinander befestigt, die insgesamt mit 18 bezeichnet sind. Das Rad 12 ist mittels eines Lagers 22 auf einer nicht umlaufenden, fest­ stehenden Achse 24 drehbar gelagert, die vom herkömmlichen Flug­ zeug-Fahrgestell (nicht gezeigt) getragen wird.

Ein im wesentlichen zylindrisches Drehmomentenrohr 36 mit einer einstückigen, ringförmigen Rückplatte 38 ist durch eine Mehr­ zahl von über den Umfang verteilten Bolzen 40 an einem ring­ förmigen Bremsträger 26 befestigt. Dieser ist an einer rela­ tiv zum Rad nicht drehbaren Stelle in geeigneter Weise befestigt. Fig. 1 zeigt beispielsweise die Flanschmontage, bei der der Träger 26 durch das Drehmomentenrohr 36 hindurch an ein Flansch­ teil 25 geschraubt wird, welches an der Achse 24 befestigt ist. Die Fig. 2 und 3 dagegen zeigen die Drehmomentenarm- Montage, bei welcher der Träger 26 von der Achse 24 getragen wird und in seiner Stellung relativ zum Rad 12 von einem Flansch­ arm 27 und einem Drehmomentenarmteil 29 befestigt wird, das direkt am Fahrgestell (nicht gezeigt) befestigt ist.

Bei beiden Ausführungsformen, sowohl der von Fig. 1 als auch der von Fig. 2, sind mehrere in Abstand befindliche ringförmige Rotorscheiben 44 in geeigneter Weise auf mehrere über den Umfang verteilte Halteteile 50 aufgekeilt. Die Halte­ teile 50 sind fest am Radabschnitt 14 befestigt und ermöglichen eine Axialbewegung der Rotorscheiben 44 relativ zum Radabschnitt 14, wobei diese sich mit dem Radabschnitt drehen. Mehrere nicht umlaufende, ringförmige Statorscheiben 52 liegen zwischen den Rotorscheiben 44 und sind auf mehrere über den Umfang verteil­ te Keilnutenabschnitte 58 des Drehmomentenrohres 36 aufgekeilt, so daß sie darauf eine axiale Bewegung ausführen können. Eine Druckplatte 60 ist in geeigneter Weise auf die Keilnutenab­ schnitte 58 aufgekeilt und kann sich entlang dieser axial be­ wegen.

Der Bremsträger 26 ist mit mehreren über den Umfang verteilten Hohlräumen 30 und Löchern 32 versehen, von denen jeweils nur einer bzw. eines in den Fig. 1 und 2 gezeigt ist. In jedem Hohlraum 30 ist eine auf Druck ansprechende Kolbenanordnung 66 angeordnet; sie liegt gegen die Druckplatte 60 an. Eine Bremseneinstell- und Rückhol­ einheit 68 befindet sich in jedem Loch 32 und ist, wie mit dem Bezugszeichen 69 angedeutet ist, an der Druckplatte 60 befestigt. Die Bauweise und die Funktion sowohl der Kolbenanordnungen 66 als auch der Einstell- und Rückholeinheiten 68 sind im Flugzeugbau bekannt. Zu Zwecken dieser Beschreibung reicht es aus zu wissen, daß beim Bremsen die Kolbenanordnungen 66 gleichzeitig unter Druck gesetzt werden, wodurch die Druckplatte 60 axial auf die Rückplatte 38 verschoben wird. Die axiale Verschiebung der Druck­ platte 60 drückt die Rotorscheiben 44 und die Statorscheiben 52 in gegenseitige Berührung, wodurch die Drehung des Rades 12 verlang­ samt wird. Die Kolbenanordnungen 66 haben einen axialen Bewegungs­ weg, der ausreicht, die gesamte axiale Abnutzung der Reibungs­ flächen zu kompensieren. Beim Entspannen der Bremse werden die Druckplatte 60 und damit die Kolbenanordnungen 66 axial um eine bestimmte Entfernung unter dem Einfluß der Bremseneinstell- und Rückholeinheiten 68 zurückgezogen. Auf diese Weise wird ein ent­ sprechendes Laufspiel der Bremse zwischen benachbarten Oberflächen der Bremsenanordnung hergestellt. Die Einstell- und Rückholein­ heiten 68 stellen außerdem die Druckplatte 60 automatisch axial vor und kompensieren die Abnutzung der Reibungsflächen.

Eine Einrichtung zur Begrenzung des Bremsmomentes ist in Fig. 4 gezeigt. Zwei Kol­ benanordnungen 66 A und 66 B sind in einem Abschnitt des Trägers 26 dargestellt. Jede Kolbenanordnung besitzt eine Zylinderaus­ kleidung 100, die in den Träger 26 geschraubt ist. Jede Ausklei­ dung 100 weist einen inneren Flanschabschnitt 101 auf und ent­ hält einen verschiebbaren Kolben 102. Dieser teilt den Hohlraum 30 in zwei Zylinder-Kammern 104, 106 variablen Volumens. Die Zylinder-Kammer 104 stehen in Strömungsmittelverbindung über einen Kanal 34 mit einer Druckmittelquelle (nicht gezeigt), die vom Flugzeugpiloten gesteuert wird. Die Zylinder-Kammern 106 stehen über einen Kanal 35 mit einem elektrisch betätigten Magnetventil 126 in Strömungsmittel­ verbindung. Der Kolben 102 weist einander gegenüberliegende Wirkflächen 103, 105 auf, die auf den Strömungsmitteldruck in den Kammern 104 bzw. 106 ansprechen. Der Träger 26 und jede Auskleidung 100 sind so aus­ gebildet, daß alle Kammern 104 über Kanäle 108 im Träger 26 und alle Kammern 106 über Kanäle 110 im Träger 26, Umfangsnuten 112 und Löcher 114 in den Auskleidungen 100 strömungsmittelmäßig miteinander in Verbindung stehen. Ein Zylinder 116, der an jedem Kolben 102 befestigt ist, (in Fig. 4 allerdings einstückig mit diesem dargestellt ist), befindet sich verschiebbar im Flansch­ abschnitt 101 der Auskleidung 100 und liegt gegen die Druckplatte 60. Die Gesamtanforderungen an die Drehmomentenbauweise bestimmen den Durchmesser des Zylinders 116. Hierdurch kann die Größe der Wirkfläche 105 reduziert werden, die dem Strömungsmittel in der Kammer 106 ausgesetzt ist. Wie dargestellt, ist nur eine ringförmige Wirkfläche 107 dem Strömungsmittel in der Kammer 106 ausgesetzt. Die Wirkfläche 107 kann beispielsweise ungefähr 20% der Wirkfläche 105 betragen, was bedeutet, daß die Wirkfläche 107 nur sehr klein ist. Herkömmliche Strömungsmittel-Druckdichtungen 118, 120, 122, 124 befinden sich in den verschiedenen, oben beschriebenen Teilen und verhindern das Durchlecken von Strömungsmittel.

Das Magnetventil 126, welches zur Steuerung des Strömungsmitteldrucks in den Kammern 106 verwendet wird, umfaßt einen Schieber 134, der auf die Bestromung einer Wicklung 113 anspricht. Dabei wird eine normalerweise offene Verbindung zwischen den Kanälen 130 und 132 geschlossen und eine normaler­ weise geschlossene Verbindung zwischen den Kanälen 136 und 138 ge­ öffnet. Wie in Fig. 4 gezeigt, ist der Kanal 130 mit einer Niedrigdruckquelle verbunden, während die Kanäle 132 und 138 über den Kanal 35 mit den Kammern 106 kommunizieren. Der Kanal 136 ist über den Kanal 34 mit der Druckmittelquelle (nicht gezeigt) verbunden. Demzufolge leitet das Ventil 126 in der nicht bestrom­ ten Stellung, die in Fig. 4 gezeigt ist, ein Strömungsmittel unter niedrigem Druck zu den Kammern 106 über die Kanäle 130, 132 und 35. Wenn die Wicklung 133 bestromt ist, leitet das Ven­ til 126 hohen Druck zu den Kammern 106 über die Kanäle 34, 136, 138 und 35. Das Ventil 126 selbst ist von herkömmlicher Bauweise und kann so ausgestattet sein, daß sich in den Kammern 106 ein rascher oder ein allmählicher Druckanstieg ergibt.

Sensoren in Form von Dehnungsmeßstreifen 140 sind an strategischen Stellen in der Bremsenanordnung angebracht und messen in jedem Augenblick das gesamte auftretende Bremsmoment. Fig. 1 zeigt beispielsweise die Anbringung mehrerer Dehnungsmeßstreifen 140 auf gegenüberliegenden Seiten und über den Umfang verteilt an der Verbindung des Flanschteiles 25, wel­ ches an der Achse 24 befestigt ist, und einem Flansch 142, der sich vom Drehmomentenrohr 36 wegerstreckt. Die Fig. 2 und 3 zeigen als Beispiel die Anbringung von mehreren Dehnungsmeßstreifen 140 auf gegenüberliegenden Seiten des Flanscharmes 27, der am Träger 26 und über das Drehmomentenarmteil 29 am Fahrgestell befestigt ist. Eine Elektronik 144 be­ stromt das Ventil 126, wenn ein bestimmtes Drehmoment in der Bremse auftritt. Wie in den Fig. 1 und 3 gezeigt, sind mehrere Sensoren einander gegenüberliegend angeordnet, damit die Ein­ flüsse von Biegekräften ausgeschaltet werden und eine reine Drehmomentenmessung erhalten wird.

Unter der Annahme, daß die Bremse sich in der in Fig. 1, 2 und 4 gezeigten Stellung befindet, führt die Bremsbetätigung durch den Flugzeugpilot dazu, daß das den Kammern 104 zugeführte Strömungsmittel unter Druck gesetzt wird. Dieses wirkt auf die Wirk­ fläche 103 und führt zu einem axialen Hub des Kolbens 102 gegen­ über dem Träger 26. Der Hub des Kolbens 102 drückt die Druckplatte 60 auf die Rückplatte 38 zu und die Rotorscheiben 44 und die Statorscheiben 52 gegeneinander, wodurch die gewünschte Bremswirkung am Rad 12 hervorgerufen wird. Wenn eine Bedingung vorliegt, die den Flugzeugpiloten zwingt, einen extremen Bremsdruck auszuüben, beispielsweise bei einem abgebrochenen Start, üben die Kolben 102 eine große Kraft auf die Druckplatte 60 und die Rotor- und Statorscheiben aus und entwickeln dabei ein großes Bremsmoment. Dieses Bremsmoment muß von den bremskraftübertragenden Teilen aufgenommen werden. Wenn zu viel Brems­ moment entwickelt wird, beispielsweise wenn Kohlenstoff-Reibmaterial in einem trockenen RTO-Fall verwendet wird, können Brüche auf­ treten, ja das ganze Fahrgestell kann vom Flugzeugkörper abge­ streift werden. Um diese extreme Drehmomentensituation zu be­ grenzen, werden die Dehnungsmeßstreifen 140 und die Elektronik 144 verwendet. Diese signalisieren, wenn die höchste zulässige Drehmomentengren­ ze erreicht ist, wobei sie das Ventil 126 bestromen. Dann wird Strömungsmittel unter hohem Druck zu den Kammern 106 geleitet, und es wirkt auf die Wirkfläche 107. Diese wirkt nun der Wirkfläche 103 entgegen und begrenzt das maximale Bremsmoment. Wenn das Bremsmoment unter den be­ stimmten Maximalwert abfällt, wird das Ventil 126 entstromt, und die Kammern 102 werden mit dem unter niedrigem Druck stehenden Strömungsmittel gelüftet. Damit kein oszillatorischer Betrieb in der Gegend des Maximums auftritt, wird beim beschriebenen Ausführungsbeispiel das Ventil 126 bei einem niedrigeren Dreh­ momenten-Grenzwert entstromt, welcher das minimal bei einem RTO zulässige Drehmoment ergibt.

Selbstverständlich kann die Anbringung der Sensoren verändert werden. Außerdem kann das Magnetventil so ausgestattet sein, daß sich eine Strömungsmittelverzögerung oder ein allmählicher Druckanstieg ergibt. Die Elektronik kann auch eine elektronische Zeitverzögerung erzeugen. Der Druck, der in die Kammer 106 gelei­ tet wird, kann sich auch vom Bremsdruck unterscheiden. Das Magnetventil kann das Vorventil eines Schieberventils sein. Schließlich kann die Messung des Bremsmoments und die darauffolgen­ de Steuerung des Ventils mechanisch ohne die Verwendung einer Elektronik erfolgen.

Claims (5)

1. Flugzeug-Mehrfach-Scheibenbremse mit einem Satz von Rotorscheiben, die mit einem abzubremsenden Rad um­ laufen, mit einem Satz von Statorscheiben, die auf einem Bremsträger drehfest angebracht sind und mit mindestens einem druckmittelbetätigten Bremszylinder, der ein Gehäuse enthält, in dem ein Kolben in einer Bohrung verschiebbar angeordnet ist und mit dem Ge­ häuse eine erste Zylinderkammer einschließt, die mit einer ersten Druckmittelquelle verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung zur Be­ grenzung des Bremsmoments vorgesehen ist, die aus einer zweiten Zylinderkammer (106) besteht, die der Kolben (102) mit dem Gehäuse (100) einschließt und die mit einer zweiten Druckmittelquelle über ein auf das Bremsmoment ansprechendes Ventil (126) verbind­ bar ist und der Betätigungskraft der ersten Zylinder­ kammer (104) am Kolben (102) entgegenwirkt.

2. Flugzeug-Mehrfach-Scheibenbremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Begrenzung des Bremsmoments einen Sensor enthält, auf den das Ventil (126) anspricht, indem es die zweite Zylinderkammer (106) mit der zweiten Druck­ mittelquelle verbindet, wenn das Bremsmoment den Begrenzungswert erreicht.

3. Flugzeug-Mehrfach-Scheibenbremse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor aus einem Dehnungsmeßstreifen (140) und einer Elektronik (144) besteht, deren elektrisches Ausgangssignal das Ven­ til (126) betätigt.

4. Flugzeug-Mehrfach-Scheibenbremse nach einem der vor­ hergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die von der ersten Druckmittelquelle beaufschlagte Wirkfläche (103) am Kolben (102) größer als die von der zweiten Druckmittelquelle beaufschlagte Wirk­ fläche (107) ist und beide Druckmittelquellen ein- und dieselbe sind.

5. Flugzeug-Mehrfach-Scheibenbremse nach einem der vor­ hergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil (126) die zweite Zylinderkammer (106) mit einer dritten Druckmittelquelle niedrigeren Drucks verbindet, wenn das Bremsmoment geringer ist als das Begrenzungsbremsmoment.