DE8122003U1

DE8122003U1 - Vorrichtung zur messung der seilkraft von segelflugzeug-startwinden

Info

Publication number: DE8122003U1
Application number: DE19818122003U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1981-07-28
Filing date: 1981-07-28
Publication date: 1982-03-04

Description

Vorrichtung zur Messung der Seilkraft von Segelflugzeug-Startwinden

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Messung der Seilkraft bei Seilwinden zum Starten von Segelflugzeugen, wobei diese Seilwinde einen in seiner Drehzahl veränderlichen Windenantriebsmotor aufweist, wobei die dem Motor zugeführte Energie nach Maßgabe der gemessenen Seilkraft verändert wird. Bekannterweise werden Segelflugzeuge mit Hilfe von Windenschleppgeräten gestartet. Kormalerweise ist die Winde in einer Entfernung von mehreren hundert Metern vom Startpunkt des Segelflugzeugs aufgestellt. Ei;-. Drahtseil mit einer Stärke von etwa 4,5 mm ist mit dem Segelflugzeug verbunden und kann auf der Seiltrommel der Winde mit Hilfe eines Antriebsmotors aufgewickelt werden. Durch das Aufspulen des Seils auf der Trommel wird dem Flugzeug eine entsprechende Geschwindigkeit verliehen und kann durch entsprechende Ruderausschläge des Piloten in die Höhe gezogen werden. Der Schleppflug wird dabei so durchgeführt, daß Windenfahrer und Pilot jeder für sich allein reagieren. Es findet während des Fluges keine gegenseitige Abstimmung statt. Der Windenfahrer richtet sich in der Regel nach dem Seildurchhang und dem Flugzustand des Flugzeuges. Dabei kommt es im starken Maße auf das Können und das richtige Gefühl der beiden Beteiligten an. Es ist leicht einzusehen, daß insbesondere die Sicherheit mehr oder weniger von dem Können der beiden Beteiligten abhängt. Die auftretenden Belastungskräfte sind während des Fluges nicht bekannt, so daß oftmals die Gefahr der Überbelastung des Segelflugzeugs besteht, insbesondere bei der Verwendung starker Antriebsmotor.

In der DOS 2558856 wurde ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Starten von Segelflugzeugen mittels Seilwinden beschrieben, wobei die Seilgeschwindigkeit der Winde nach vorgegebenen Sollwerten geregelt wird. Bei der praktischen Durchführung des Verfahrens zeigte sich, daß dieses Verfahren bei, mit Verbrennungsmotoren angetriebenen Seilwinden wegen der relativen Trägheit des Motors mit einigen Nachteilen behaftet ist. Hat das Flugzeug eine zu geringe Fluggeschwindigkeit und der Pilot reagiert entsprechend durch Ziehen des Höhenruders, dann sinkt zunächst, bedingt durch die Trägheit des Systems, die Fluggeschwindigkeit des Flugzeugs noch weiter ab, bis durch das entsprechende Reagieren des Motors durch die Regelung die Motordrehzahl, somit die Seilgeschwindigkeit und die Fluggeschwindigkeit des Flugzeugs erhöht werden.

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Ist bei zu geringer Fluggeschwindigkeit die Reaktion des Piloten zu heftig, kann es zu gefährlichen Flugzuständen kommen, in dem zunächst die Fluggeschwindigkeit des Flugzeugs zu stark absinkt und somit die Gefahr des Strömungsabrißes besteht.

Dieser Nachteil kann nun durch eine Vorrichtung zum Starten von Segelflugzeugen mittels Seilwinde beseitigt werden, in dem die Seilkraft gemessen und in Abhängigkeit der Seileinzugslänge, der Zeit oder des Winkels ß zwischen Seil und Horizontalen an der Winde nach vor Schleppbeginn festgelegten Sollwerten geregelt, bzw. vom Windenfahrer gesteuert wird. Der Pilot hält dann durch Ziehen oder Drücken des Höhenruders bestimmte Fluggeschwindigkeiten ein. Bei zu hoher Fluggeschwindigkeit wird durch Ziehen des Höhenruders die Fahrt weggezogen. Dadurch vergrößert sich der Winkel zwischen Flugzeuglängsachse und der Horizontalen und somit die Seilkraft. Steigt nun die Seilkraft durch zu starkes ziehen über den vorgegebenen Sollwert, geht der Windenfahrer mit dem Gas etwas zurück. Dadurch verringert sich die Seil- und somit die Fluggeschwindigkeit wodurch der Pilot veranlaßt wird, durch Drükken des Höhenruders die Seilkraft zu verringern und seine Geschwindigkeit zu erhöhen. Auf diese Weise ist es dem Piloten beim Windenschlepp möglich, das .Flugzeug so zu steuern, daß die Seilkraft und damit die Belastung des Flugzeuges in vorher bestimmten Grenzen gehalten wird. Damit ist ein sicherer und optimaler Windenschlepp möglich und die Fluggeschwindigkeit erreicht nicht mehr zu tiefe Werte. Bisher wurde nun die zur Steuerung bzw. Regelung herangezogene Seilkraft direkt gemessen, in dem das Seil über drei hintereinander liegende Rollen geführt ist,, wobei die hintere beweglich gegenüber der Verbindunglinie der beiden anderen Rollen quer zur Seilrichtung versetzt gelagert und mit einer Kraftmeßeinrichtung versehen ist. Die an der mittleren Rolle gemessene Auslenkungskraft ist proportional der Seilkraft. Diese Einrichtung entspricht dem Stand der Technik, ist aber technisch aufwendig und führt zu erhöhtem Seilverschleiß. Der nachträgliche Einbau in eine vorhandene Winde erfordert oftmals erhebliche Umbauarbeiten.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer Seilkraftmeßeinrichtung bei der kein Seilverschleiß auftritt und die nachträglich leicht in bereits vorhandene Winden eingebaut werden kann. Bei der Lösung dieser Aufgabe wurde überraschenderweise gefunden, daß der Verlauf einer Auflagekraft des an 3 Punkten gelagerten Windenantriebsmotors insbesondere Verbrennungsmotors, mit hinreichender Genauigkeit der direkt gemessenen Seilkraft proportional ist.

Hiervon ausgehend besteht die Lösung nach der Erfindung darin, daß der Windenantriebsmotor beweglich um die Achse der Abtriebswelle gelagert ist, von denen maximal zwei Lager in größerem Abstand von der Achse der Abtriebswelle angeordnet sind und unter einem dieser Lager ein Kraftmeßgerät zur Messung der Auflagekraft an diesem Punkt angebracht ist. Die Messung einer Auflagekraft des Motors ist durch Einbau einer Kraftmeßeinrichtung ohne weiteren technischen Aufwand leicht möglich. Insbesondere können bereits gebaute Windenschleppgeräte mit dieser Kraftmeßeinrichtung nachträglich problemlos ausgerüstet werden. Somit ergibt sich die Möglichkeit, mit wirtschaftlich vertretbarem Aufwand, während des Schleppvorgangs kontinuierlich den Verlauf der Seilkraft zu erfassen und zu verarbieten ohne, daß das Windenseil einem zusätzlichen Verschleiß unterworfen wird. Dadurch wird es möglich den gesamten Windenschlepp wesentlich sicherer durchzuführen. Ferner kann unter Zugrundelegung der zulässigen Kräfte am Flugzeug der Schlepp in Bezug auf die zu erreichende Höhe optimiert werden.

Abb. 1 bis 3 zeigt verschiedene Möglichkeiten zur Lagerung des Windenmotors.

Abb.. 1 zeigt die übliche Lagerung des Windenmotors (1) mit einem an diesem angeflanschten Getriebe (9). Vorne am Motorblock befinden sich auf beiden Seiten der Achse (6) der Abtriebswelle (8) zwei Auflagepunkte (3) und (4). Unter einem Auflagepunkt (4) befindet sich ein Kraftgeber (5). Das dritte Lager (2) befindet sich am Ende des Gehäuses des Getriebes (9) und ist so nahe als möglich in der Nähe der Mittellinie (6) der Abtriebswelle (8) angeordnet. Das Lager (12) besteht aus gummielastischem Material.

Abb. 2 zeigt einen ebenfalls auf drei Punkten gelagerten Antriebsmotor (1) mit angeflanschtem Getriebe (9), wobei der dritte Auflagepunkt (2) als konzentrisches Lager (10) für das Gehäuse in welchem die Abtriebswelle (8) gelagert ist, ausgebildet ist.

Abb. 3 zeigt einen auf drei Punkten gelagerten Antriebsmotor (1) mit angeflanschtem Getriebe (9), wobei der dritte Auflagepunkt (2) ein auf der Abtriebswelle (8) sitzendes Lager (7) ist.

Es ist -anzustreben, daß nach einem weiteren Merkmal der Erfindung alle weiteren Motorauflagepunkte in nächster Nähe der Achse der Abtriebswelle liegen. Das hat den Vorteil, daß die Rückstellkraft dieser Auflagepunkte, insbesondere dann, wenn diese nach einem weiterem Erfindungsmerkmal als gummielastisches Lager ausgebildet sind, sich nur ganz geringfügig auf die gemessene Auflagekraft und damit auf die durch diese Auflagekraft ermittelte Seilkraft auswirken und somit auf deren Erfassung verzichtet werden kann.

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Es ist auch möglich, daß 'der dritte Motor-Auflagepunkt (2) durch ein zur Abtriebswelle (8) des Winden-Antriebsmotors (1) oder eines daran angeflanschten Getriebes (9) konzentrische Lager (10) für das Gehäuse in welchem die Abtriebswelle (8) gelagert ist oder ein direkt auf der Abtriebswelle sitzendes Lager, gebildet wird.

Diese Anordnungen haben den Vorteil, daß durch diese Lager keinerlei Reaktionsmomente auf das Motorgehäuse (1) übertragen werden können und somit das Reaktionsmoment und somit die Seilkraft völlig unverfälscht an dem Motorauflagepunkt (4) mit Hilfe der Kraftmeßdose (5) gemessen werden kann.

Claims

r· r· Mil )1 Schutzansprüche

1. Vorrichtung zur Messung der Seilkraft bei Seilwinden zum Starten von Segelflugzeugen, mit einem in seiner Drehzahl veränderlichen Windenantriebsmotor und Veränderung der dem Motor zugeführten Energie nach Maßgabe der gemessenen Seilkraft,dadurch gekennzeichnet, daß der Windenantriebsmotor (1) an drei oder mehr Punkten (2-4) beweglich um die Achse der Abtriebswelle gelagert ist, von denen maximal zwei (3+4) in größerem Abstand von der Achse der Abtriebswelle liegen, und daß an einem dieser Punkte (4) ein Kraftmeßgerät (5) zur Messung der Auflagekraft an diesem Punkt (4) angebracht ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der dritte und alle weiteren Motorauflagepunkte (2) in nächster Nähe der Achse der Abtriebswelle (6) liegen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der dritte Motorauflagepunkt (2) ein auf der Abtriebswelle (8) des Windenantriebmotors (1) oder eines an diesem angeflanschten Getriebes (9) sitzendes Lager (7) ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der dritte Motorauflagepunkt (2) durch ein konzentrisch zur Abtriebswelle (8) des Windenantriebsmotors (1) oder eines daran angeflanschten Getriebes (9) angeordnetes Lager (10) für das Gehäuse (9), in welchem diese Abtriebswelle (8) gelagert ist, gebildet ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der dritte Motorauflagepunkt (2) als gummielastisches Lager (12) ausgebildet ist.