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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein elektromechanisches Mehrscheibenbremsen-Stellglied
für eine
Transporteinrichtung, im Besonderen für ein Flugzeug, sowie eine
durch mehrere Stellglieder dieses Typs gesteuerte Mehrscheibenbremse,
wie zum Beispiel durch das Dokument
US-A-4 809 824 dargestellt.
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Die
elektromechanischen Stellglieder, die derzeit zum Anziehen der Mehrscheibenbremsen von
Flugzeugen verwendet werden, werden mit beträchtlichen Abmessungen verwirklicht.
Da die zu ihrer Aufnahme bestimmten Plätze eng bemessen sind, müssen zu
ihrer Anbringung und Anordnung lange, schwierige und folglich kostspielige
Vorgänge durchgeführt werden.
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Diese
Stellglieder weisen darüber
hinaus einen begrenzten Arbeitsbereich auf. Um ein absolut sicheres
Bremsen sicherzustellen, müssen
die Bremsscheiben folglich deutlich vor ihrer vollständigen Abnutzung
ersetzt werden, was jedoch erhöhte Wartungskosten
zur Folge hat.
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Die
vorliegende Erfindung verfolgt im Besonderen die Absicht, diese
Nachteile zu beseitigen, und sie hat zu diesem Zweck ein elektromechanisches Mehrscheibenbremsen-Stellglied
zur Aufgabe, Folgendes an einem Rahmen angebracht umfassend:
- – eine
erste umkehrbare Einheit, die eine mittige Schraube, einen ersten
Elektromotor, der die mittige Schraube in Drehung versetzen soll,
eine erste Mutter, die an der mittigen Schraube, wenn diese in Drehung
versetzt wird, axial verschoben werden kann, und Einrichtungen,
die zwischen der mittigen Schraube und der ersten Mutter eingefügt sind,
um eine umkehrbare Verschiebung wenigstens einer dieser zwei Vorrichtungen
zu ermöglichen;
und
- – eine
zweite unumkehrbare Einheit, die eine ringförmige Schraube, die außen fest
mit der ersten Mutter verbunden ist, einen zweiten Elektromotor, der
die ringförmige
Schraube und die erste Mutter in Drehung versetzen soll, eine zweite
Mutter, die in Bezug auf den Rahmen in der Drehung blockiert ist,
aber an der ringförmigen
Schraube, wenn diese in Drehung versetzt wird, axial verschoben
werden kann, wobei sich die ringförmige Schraube und die zweite
Mutter mittels ihrer Gewinde, die ihre Verschiebung unumkehrbar
machen, in Eingriff befinden, und einen Kolben, der an einem der
Enden der zweiten Mutter vorgesehen ist, um die Scheiben gegeneinander
zu pressen, um bei Betätigung
des ersten Motors ein Betriebsbremsen der Transporteinrichtung und
bei Betätigung
des zweiten Motors ein Feststellbremsen sicherzustellen.
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Die
erste Einheit ist umkehrbar vorgesehen, damit sich die mittige Schraube
drehen kann, wenn ein Druck axial auf die erste Mutter ausgeübt wird.
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Die
zweite Einheit ist für
ihren Teil unumkehrbar vorgesehen, damit sich die ringförmige Schraube nicht
drehen kann, wenn ein Druck axial auf den Kolben ausgeübt wird.
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Auf
Grund der konzentrischen Struktur der Schrauben und Muttern benötigt das
erfindungsgemäße Stellglied
deutlich weniger Raum als die aktuellen elektromechanischen Stellglieder.
Seine Anbringung und seine Anordnung können daher leichter und schneller
verwirklicht werden.
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Vorzugsweise
bestehen die Einrichtungen, die zum Ermöglichen eines umkehrbaren Verschiebens
der mittigen Schraube und/oder der ersten Mutter vorgesehen sind,
durch einen Rollenmechanismus oder einen Kugelmechanismus gebildet
werden.
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Nach
einer bevorzugten Ausführung
der Erfindung umfasst die mittige Schraube auf der dem Kolben gegenüberliegenden
Seite einen zylindrischen Mantel, der außen mit einem Zahnkranz versehen
ist, der mit einem Zwischenzahnrad in Eingriff kommt, das selbst
mit einem an der Abtriebswelle des ersten Motors festsitzenden Zahnrad
in Eingriff kommt.
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Die
ringförmige
Schraube umfasst auf der dem Kolben gegenüberliegenden Seite eine zylindrische
Verlängerung,
die wenigstens teilweise den Mantel der mittigen Schraube umgibt
und außen
mit einem Zahnkranz versehen ist, der mit einem Zwischenzahnrad
in Eingriff kommt, das selbst mit einem an der Abtriebswelle des
zweiten Motors festsitzenden Zahnrad in Eingriff kommt.
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Da
sich die zwei Zahnkränze
auf der gleichen Seite gegenüber
den Bremsscheiben befinden, kann das erfindungsgemäße Stellglied
mit einer deutlich geringeren Höhe
als die der aktuellen elektromechanischen Stellglieder verwirklicht
werden, wobei dies einen Raumgewinn für das Anbringen mehrerer Scheiben
ermöglicht.
Diese können
folglich eine größere Anzahl
aufweisen und/oder dicker sein und eine längere Lebensdauer sicherstellen.
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Vorteilhafterweise
ist die mittige Schraube beim Feststellbremsen entgegen der Wirkung
vorkomprimierter elastischer Vorrichtungen in die Richtung, die
sie von den Mehrscheiben entfernt, axial verschiebbar.
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Auf
Grund dieser Anordnung kann das Feststellbremsen des Fahrzeuges
in vollständiger
Sicherheit sichergestellt werden, wenn die Scheiben in Folge eines
Betriebsbremsens sehr warm sind oder wenn sie kalt sind.
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Wenn
sich die Scheiben abkühlen,
wird ihre Kontraktion durch die elastischen Vorrichtungen absorbiert,
die sich entspannen können.
Das Feststellbremsen wird jedoch weiterhin sichergestellt, wenn die
Scheiben abgekühlt
sind, weil die elastischen Vorrichtungen auf Grund der Konstruktion
vorkomprimiert bleiben.
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Vorzugsweise
sind die elastischen Vorrichtungen in einer ringförmigen Aufnahme,
die in dem Rahmen eingerichtet ist, koaxial zu der mittigen Schraube
angeordnet und werden zwischen dem gegenüber den Mehrscheiben befindlichen
Ende der Aufnahme und einem ringförmigen Flansch, der von einem
Lager getragen wird, an dem ein die mittige Schraube axial verlängerndes
Wellenende anliegt, vorkomprimiert, wobei der Flansch beim Betriebsbremsen
und nicht beim Feststellbremsen gegen das andere Ende der Aufnahme
gedrückt
wird.
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Erfindungsgemäß können die
elastischen Vorrichtungen verformbare Teller sein.
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Um
das erfindungsgemäße Stellglied
im Besonderen kompakt zu machen, ist zu bevorzugen, dass sich die
ringförmige
Aufnahme des Rahmens wenigstens teilweise in das Innere des zylindrischen Mantels
der mittigen Schraube erstreckt.
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Vorteilhafterweise
trägt die
mittige Schraube eine kreisförmige
Wand, die sich senkrecht zu ihrer Drehachse erstreckt, wobei diese
Wand selbst den zylindrischen Mantel an ihrem Umfang trägt und an ihrer
Außenseite
mit einem Vorsprung versehen ist, gegen den ein Vorsprung, der an
der ersten Mutter vorgesehen ist und eine entsprechende Form aufweist,
beim Feststellbremsen zur Anlage kommen soll.
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Auf
Grund dieser Anordnung besteht keine Gefahr, dass die erste Mutter
festgeklemmt bleibt, nachdem sie auf der mittigen Schraube festgeschraubt
wurde. Da sich nämlich
während
des Festschraubens der ersten Mutter die Vorsprünge in Folge einer Bewegung,
die im Wesentlichen senkrecht zu ihrer Kontaktfläche erfolgt, gegeneinander
bewegen, reicht es aus, die mittige Schraube in umgekehrter Richtung
zu drehen, um die erste Mutter ohne die geringste Schwierigkeit
loszuschrauben.
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Vorzugsweise
ist ein Sensor vorgesehen, um die Winkelposition der Abtriebswelle
des ersten Motors zu bestimmen und die Distanz zu kennen, die der Kolben
zum Durchführen
eines Betriebsbremsens zurücklegen
muss.
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Somit
können
die erforderlichen Vorkehrungen getroffen werden, um das Spiel auf
Grund der Abnutzung der Scheiben nachzustellen.
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Die
vorliegende Erfindung betrifft außerdem eine Mehrscheibenbremse
für Transporteinrichtung, im
Besonderen für
ein Flugzeug, deren Steuerung durch mehrere Stellglieder des oben
beschriebenen Typs sichergestellt wird.
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Eine
Ausführung
der vorliegenden Erfindung wird im Folgenden auf eine beispielhafte
und keinesfalls beschränkende
Weise mit Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben,
bei denen:
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1 eine
schematische Schnittansicht eines erfindungsgemäßen Mehrscheibenbremsen-Stellgliedes
ist, wobei die Bremse nicht angezogen ist und neue Scheiben umfasst;
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2 eine
schematische Schnittansicht ist, die das Stellglied bei einem Betriebsbremsen
mit neuen Scheiben zeigt;
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3 eine
schematische Schnittansicht ist, die das Stellglied bei einem Betriebsbremsen
mit abgenutzten Scheiben zeigt;
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4 eine
Ansicht analog zu 1 ist, wobei jedoch die Bremse
nicht angezogen ist und abgenutzte Scheiben umfasst;
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5 eine
schematische Schnittansicht ist, die das Stellglied bei einem Feststellbremsen
zeigt, wobei die Scheiben neu und warm sind;
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6 eine
schematische Schnittansicht ist, die das Stellglied bei einem Feststellbremsen
nach Abkühlen
der Scheiben zeigt, wobei diese neu sind; und
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7 eine
schematische Schnittansicht ist, die das Stellglied bei einem Feststellbremsen
zeigt, wobei die Scheiben abgenutzt und warm sind.
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Das
elektromechanische Stellglied, das auf den Zeichnungen zu sehen
ist, wurde zum Steuern einer Flugzeugbremse ausgeführt, aber
es spricht nichts dagegen, dass es zum Steuern einer Landfahrzeugbremse,
wie zum Beispiel einer Lastwagenbremse, verwendet werden kann.
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Dieses
Stellglied umfasst eine erste umkehrbare Einheit, die eine mittige
Schraube 1, die durch einen ersten Elektromotor 2 in
Drehung versetzt werden soll, eine erste Mutter 3, die
axial an der Schraube 1 verschoben werden kann, wenn sie
in Drehung versetzt wird, und Einrichtungen 4, die zwischen
der Schraube 1 und der Mutter 3 eingefügt sind,
um eine umkehrbare Verschiebung wenigstens einer dieser zwei Vorrichtungen
zu ermöglichen,
umfasst.
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Es
ist hier festzustellen, dass die Einrichtungen 4 auf eine
an sich bekannte Weise durch einen Rollenmechanismus oder einen
Kugelmechanismus gebildet werden können.
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Das
Stellglied umfasst außerdem
eine zweite unumkehrbare Einheit, die eine ringförmige Schraube 5,
die die erste Mutter 3 umgibt und starr mit dieser verbunden
ist, einen zweiten Motor 6, der die ringförmige Schraube 5 und
die erste Mutter 3 in Drehung versetzen soll, eine zweite
Mutter 7, deren Gewinde sich mit dem der ringförmigen Schraube
in Eingriff befindet und die an dieser axial verschoben werden kann,
wenn sie in Drehung versetzt wird, und einen Kolben 8 umfasst,
der mit dem Ende der zweiten Mutter 7, die in Richtung
der Bremse gedreht wird, fest verbunden ist.
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Die
erste und die zweite Einheit sind an einem gemeinsamen Rahmen 9 angebracht,
in Bezug auf den die zweite Mutter 7 in der Drehung blockiert ist.
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Der
Rahmen 9 ist nämlich
mit einer Auskehlung 10 versehen, die sich parallel zu
der Achse der mittigen Schraube 1 erstreckt und in der
ein von der zweiten Mutter getragener Zapfen 11 der Länge nach verschoben
werden kann, wenn die ringförmige Schraube 5 in
Drehung versetzt wird.
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An
ihrem dem Kolben 8 gegenüberliegenden Ende ist die mittige
Schraube 1 mit einer kreisförmigen Wand 12 versehen,
die sich senkrecht zu ihrer Drehachse erstreckt und einen umfänglichen
zylindrischen Mantel 13 trägt.
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Dieser
Mantel, der sich auf der dem Kolben 8 gegenüberliegenden
Seite befindet, ist an seinem freien Ende mit einem äußeren Zahnkranz 14 versehen,
der mit einem Zwischenzahnrad 15 in Eingriff kommt, das
selbst mit einem an der Abtriebswelle des ersten Motors 2 festsitzenden
Zahnrad 16 in Eingriff kommt.
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Auf
Grund dieser besonderen Anbringung kann der erste Motor 2 die
mittige Schraube 1 in Drehung versetzen.
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An
ihrem dem Kolben 8 gegenüberliegenden Ende ist die ringförmige Schraube 5 mit
einer zylindrischen Verlängerung 17 versehen,
die zu einem groben Teil den Mantel 13 der mittigen Schraube 1 umgibt
und an ihrem freien Ende einen äußeren Zahnkranz 18 trägt, der
mit einem Zwischenzahnrad 19 in Eingriff kommt, das selbst
mit einem an der Abtriebswelle des zweiten Motors 6 festsitzenden
Zahnrad 20 in Eingriff kommt.
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Diese
andere Anbringung ermöglicht
selbstverständlich
dem zweiten Motor 6, die ringförmige Schraube 5 in
Drehung zu versetzen.
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Es
ist hier festzustellen, dass sich die Zahnkränze 14 und 18 nah
aneinander befinden und dass ihre Zähne aus Gründen, die sich im Folgenden selbst
erklären,
relativ lang sind.
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Die
mittige Schraube 1 verlängert
sich axial in das Innere des Mantels 13 mit einem Wellenende 21,
das an einem Lager 22 zur Anlage kommt, das an seiner Außenseite
mit einem ringförmigen
Flansch 23 versehen ist.
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Dieser
Flansch wird durch vorkomprimierte elastische Vorrichtungen 25,
die in einer Aufnahme 24 zwischen dem Flansch 23 und
dem unteren Ende der Aufnahme angeordnet sind, gegen das obere Ende
der ringförmigen
Aufnahme 24 gedrückt,
die in dem Rahmen 9 eingerichtet ist.
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Bei
der dargestellten Ausführung
sind die elastischen Vorrichtungen verformbare Teller des Belleville-Typs
oder eines anderen Typs.
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Es
ist des Weiteren festzustellen, dass die kreisförmige Wand 12 der
mittigen Schraube 1 an ihrer Außenfläche einen Vorsprung 26 trägt, gegen
den ein Vorsprung 27, der an dem angrenzenden Ende der
ersten Mutter 3 vorgesehen ist, zur Anlage kommen soll,
wenn diese auf der mittigen Schraube 1 festgeschraubt wird,
wie in der 1 dargestellt.
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Auf
Grund dieser zwei Vorsprünge,
die während
des Festschraubens der Mutter 3 in Kontakt kommen, ohne
sich zu verkuppeln, kann das Losschrauben der Mutter ohne geringste
Schwierigkeit durchgeführt
werden, wobei keine Blockierung zwischen der kreisförmigen Wand 12 und
der Mutter 3 eintreten kann.
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Der
Vollständigkeit
halber ist anzumerken, dass ein Sensor 28 vorgesehen ist,
um die Winkelposition der Abtriebswelle des ersten Motors 2 zu
bestimmen und die Distanz zu kennen, die der Kolben 8 zum
Durchführen
eines Betriebsbremsens zurücklegen
muss.
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Die
Kenntnis dieser Distanz ermöglicht
nämlich
sinnvolles Steuern des Motors 2, damit der Kolben 8 systematisch
an die Scheiben 29 der Bremse angenähert werden kann, um das Spiel
auf Grund der Abnutzung der Scheiben nachzustellen.
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Es
wird nun die Arbeitsweise des erfindungsgemäßen elektromechanischen Stellgliedes
mit Bezugnahme auf die 1 bis 7 beschrieben.
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Es
ist zunächst
festzustellen, dass die 1 das Stellglied darstellt,
wenn es die Scheiben 29 der Bremse, die neu sind, nicht
zusammenpresst.
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In
diesem Fall ist die erste Mutter 3 auf der mittigen Schraube 1 festgeschraubt,
die elastischen Vorrichtungen 25 drücken den ringförmigen Flansch 23 des
Lagers 22 gegen das obere Ende der Aufnahme 24,
die in dem Rahmen 9 eingerichtet ist, und der Kolben 8,
der eingezogen ist, ist von den Scheiben 29 entfernt.
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Die 2 stellt
das Stellglied bei einem Betriebsbremsen mit neuen Scheiben 29 dar.
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Um
dieses Bremsen sicherzustellen, hat der erste Motor 2 die
mittige Schraube 1 in die Richtung in Drehung versetzt,
in die sich die Einheit, die die erste Mutter 3, die ringförmige Schraube 5 und
die zweite Mutter 7 umfasst, axial an der mittigen Schraube 1 verschoben
hat, damit der Kolben 8 die Scheiben 29 fest gegeneinander
pressen kann.
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Es
ist festzustellen, dass auf Grund ihrer relativ beträchtlichen
Länge die
Zähne des
Zahnkranzes 18, trotz der Verschiebung der ringförmigen Schraube 5 in
Richtung der Scheiben 29, mit denjenigen des Zahnrades 19 in
Eingriff bleiben.
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Die 3 stellt
das Stellglied bei einem Betriebsbremsen mit abgenutzten Scheiben 29 dar.
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Diese
Figur unterscheidet sich von der 2 einzig
insofern, als sich die zweite Mutter 7 und der Kolben 8 an
der ringförmigen
Schraube 5 verschoben haben, um gegen die abgenutzten Scheiben
zu laufen und deren Zusammenpressen sicherzustellen.
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Die 4 stellt
das Stellglied dar, wenn es nicht die Scheiben 29 der Bremse,
die abgenutzt sind, zusammenpresst.
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In
diesem Fall befindet sich die Einheit, die die erste Mutter, die
ringförmige
Schraube und die zweite Mutter umfasst, in der Position, die in
der 1 dargestellt wird, während der zweite Motor 6 die
ringförmige
Schraube 5 in die Richtung gedreht hat, in die sich die
zweite Mutter den abgenutzten Scheiben 29 angenähert hat,
ohne jedoch gegen die am nächsten
gelegene Scheibe zur Anlage zu kommen.
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Der
Kolben 8 befindet sich in der Position, in der das Spiel
auf Grund der Abnutzung der Scheiben in Abhängigkeit von Anzeigen des Steuersystems nachgestellt
wurde, das die Messungen des Speisestromes des ersten Motors 2 und
die Messungen des Drehwinkels, die von dem Sensor 28 bereitgestellt werden,
verwendet.
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Genauer
gesagt nähert
sich, wenn Spiel besteht und die Betriebsbremse betätigt wird,
der Kolben 8 den Scheiben, ohne dass eine Erhöhung des Speisestromes
des ersten Motors vorliegt, und bringt sie dann miteinander in Kontakt,
indem der Speisestrombedarf des ersten Motors erhöht wird.
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Somit
kann durch Messen dieses Speisestromes und unter Berücksichtigung
der von dem Sensor 28 bereitgestellten Anzeigen der erste
Motor sinnvoll so gesteuert werden, dass er den Kolben 8 den
Scheiben so nähert,
dass das anfängliche
Spiel automatisch verringert wird.
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Die 5 stellt
das Stellglied bei einem Feststellbremsen mit neuen und sehr warmen
Scheiben 29 dar (wobei deren Temperatur in Folge eines
Betriebsbremsens zum Beispiel in der Größenordnung von 300 bis 400°C liegt).
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In
diesem Fall hat der zweite Motor die ringförmige Schraube 5 in
die Richtung gedreht, in die die zweite Mutter 7 den Kolben 8 gegen
die Scheiben 29 gedrückt
hat, wonach die Einheit, die die mittige Schraube, die erste Mutter
und die ringförmige Schraube
umfasst, zurückgewichen
ist und die elastischen Vorrichtungen 25 stärker komprimiert
hat.
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Wie
in der 5 zu sehen ist, hat sich der ringförmige Flansch 23 des
Lagers 22 von dem oberen Ende der in dem Rahmen 9 eingerichteten
Aufnahme 24 entfernt.
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Die
Zahnräder 15 und 19 sind
mit den Zahnkränzen 14 und 18 auf
Grund der relativ beträchtlichen
Länge der
Zähne dieser
Zahnkränze
in Eingriff geblieben.
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Die 6 stellt
das Stellglied bei einem Feststellbremsen mit Scheiben 29 dar,
die neu sind und deren Temperatur stark gesunken ist.
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In
diesem Fall haben sich die Scheiben beim Abkühlen zusammengezogen, aber
ihr Zusammenpressen wurde unter der Wirkung der elastischen Vorrichtungen 25 beibehalten,
wobei sich diese leicht entspannt haben, während der ringförmige Flansch 23 des
Lagers 22 sowie die Einheit, die die mittige Schraube,
die erste Mutter und die ringförmige Schraube
umfasst, in Richtung der Scheiben geschoben wurden.
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Abschließend stellt
die 7 das Stellglied bei einem Feststellbremsen mit
Scheiben 29 dar, die abgenutzt sind und deren Temperatur
sich nach ihrem Erwärmen
unter der Wirkung eines Betriebsbremsens noch nicht verringert hat.
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Diese
Figur unterscheidet sich von 5 einzig
insofern, als sich die zweite Mutter 7 über eine größere Distanz in Richtung der
Scheiben 29 verschoben hat, um ihrer Abnutzung Rechnung
zu tragen.
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Es
ist hier festzustellen, dass sich der Zapfen 11 der zweiten
Mutter 7 in der Nähe
des oberen Endes der Auskehlung 10 des Rahmens 9 befindet
und dass auf Grund des Zapfens 11 die zwei te Mutter nicht
in Drehung versetzt werden konnte, während sie sich in Richtung
der Scheiben verschoben hat.
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Anzumerken
ist noch, dass sich der Kolben 8 des erfindungsgemäßen Stellgliedes über eine
Distanz von ungefähr
60 mm verschieben kann, wobei sein Kolbenspiel dem von Kolben bekannter
elektromechanischer Stellglieder deutlich überlegen ist. Das erfindungsgemäße Stellglied
ist folglich leistungsfähiger
als diese.