-
Die
Erfindung betrifft einen Zugkraftbegrenzer für den Einsatz insbesondere
zur Bergung schwerer sensibler Lasten.
-
Obwohl
die Erfindung beispielhaft im Rahmen der Bergung eines Flugzeugs
beschrieben wird, ist sie hierauf nicht beschränkt.
-
Wenn
beispielsweise ein Flugzeug von der Landebahn abkommt, kann es sich
in der Regel nicht mehr aus eigener Kraft zurück auf die Landebahn bewegen.
Daher muss es per durch eine geeignete Zugvorrichtung vorsichtig
wieder zurückgezogen
werden.
-
Gemäß Stand
der Technik wird dies mit Schleppern bewerkstelligt, wobei an einem
oder mehreren Triebwerken Zugseile angeschlagen werden. Zwischen
Schlepper und Triebwerk ist in dem jeweiligen Zugseil eine Metallplatte
mit einer Sollbruchstelle angeordnet.
-
Diese
Metallplatten sollen verhindern, dass durch zu große Kraftaufbringung
Beschädigungen
an den Triebwerken auftreten können
bzw. diese abreißen.
-
Der
Nachteil dieser Lösung
besteht jedoch darin, dass eine genaue Bestimmung der Maximalkraft,
bei der die Metallplatte bricht, nicht möglich ist.
-
Darüber hinaus
braucht man für
jeden Flugzeugtyp (wegen unterschiedlicher Massen) die jeweils passende
Metallplatte.
-
Ein
weiterer Nachteil besteht darin, dass die Zugseile bei unbeabsichtigter Überschreitung
der Maximalkraft reißen
und unkontrolliert umher fliegen können, wodurch größere Schäden an Material
und Personen verursacht werden können.
-
Der
Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Zugkraftbegrenzer
der eingangs genannten Art zu entwickeln, der universell für alle Lasten
eingesetzt werden kann, wobei die maximalen Zugkräfte individuell und
bequem einzustellen sind.
-
Die
Erfindung löst
diese Aufgabe dadurch, dass der Zugkraftbegrenzer aus einem Gehäuse besteht, an
dessen einem Ende eine Umlenkrolle für das Zugmittel und an dessen
entgegen gesetztem Ende ein als Gabelkopf ausgebildetes Anschlagelement
vorgesehen ist, und in dessen Innerem eine axial zusammen mit dem
Gabelkopf bewegliche Zugstange angeordnet ist, die von mehreren
jeweils paarweise zusammen wirkenden, einzeln betätigbaren,
am Gehäuse
befestigten Schaltelementen mit einstellbarer Haltekraft in zentrierter Stellung
gehalten ist.
-
Die
Konstruktion zeichnet sich dadurch aus, dass die Schaltelemente
in einer bevorzugten Anordnung in einem gemeinsamen Gehäuse paarweise
so angebracht sind, dass diese durch ihre Vorspannkraft die Zugstange
in deren Führung
im Gehäuse
zentrieren, was den Vorteil hat, dass der Einfluss der Reibung im
Gehäuse
auf das Schaltergebnis vernachlässigbar
ist. Die Anordnung der Schaltelemente ermöglicht – durch unterschiedliche paarweise
Aktivierung – die
Darstellung verschiedener Zugkräfte.
Dies ist in der angefügten
Tabelle dargestellt.
-
Die
Vorrichtung wird vor jedem Einsatz auf die notwendige zu übertragende
maximale Zugkraft eingestellt. Die Betätigung erfolgt auf der Stirnseite
der Elemente. Die so codierte Vorrichtung wird mit geeigneten Anschlagmitteln
(Seile und Schäkel)
an die zu bewegende Last und die Zugeinrichtung (Winde, Zugfahrzeug) angeschlagen.
-
Über die
Umlenkrolle, die zur gleichmäßigen Zugkraftverteilung
dient, wird die Vorrichtung durch Ziehen eines Versteckt-Bolzens und Einlegen
des Zugseils an die Last angeschlagen.
-
Der
Gabelkopf wird über
einen weiteren Versteckbolzen in Verbindung mit einem geeigneten
Anschlagmittel an die Zugvorrichtung (Winde, Zugfahrzeug) angeschlagen.
-
Kommt
es durch Überlastung
der Vorrichtung zum Ausrasten der vorher codierten Schaltelemente, zieht
sich der Gabelkopf zusammen mit der Zugstange aus dem Gehäuse, wodurch
die Last frei geschaltet ist.
-
Die
Schaltelemente können
Zylinder sein, in denen Kolbenstangen gegen die Kraft eines Federpakets aus
einer Einrast- und einer Ausraststellung bewegbar sind, die an ihren
zur Zugstange weisenden Ende ein Rastelement aufweisen, welches
mit einem in der Zugstange eingesetzten Aufnahmeelement zusammenwirkt.
-
Das
Rastelement kann beispielsweise eine Kugel sein, die in der Aktivierungsstellung
in eine in etwa trichterförmige
Aufnahme eindringt. In dieser Stellung ist die Kolbenstange in ihrer
axialen Stellung fixiert. Die Fixierung erfolgt dadurch, dass ein
die Kolbenstange umgebener Federring vor eine an die Kolbenstange
angeformte Ringschulter fährt.
-
Wird
nun die maximale Zugkraft erreicht, drückt die Trichterwand des Aufnahmeelements
die Kugel gegen die Kolbenstange, deren konische Ringschulter den
Federring gegen die Kraft des Federpakets nach außen drückt, so
dass sich die Kolbenstange von der Zugstange weg bewegt, wodurch
diese freigegeben ist. Zusammen mit dem Gabelkopf bewegt sie sich
aus dem Gehäuse
und die Last ist frei gegeben.
-
In
einer bevorzugten Ausführungsform
ist gemäß Anspruch
2 vorgeschlagen, dass zehn Schaltelemente vorgesehen sind, von denen
sechs paarweise gegenüber
liegend und die vier restlichen ebenfalls paarweise gegenüber liegend,
jedoch um 90° zur
ersten Gruppe gedreht, an der Zugstange anliegen.
-
Somit
ergeben sich fünf
Schaltelementpaare, die gemäß Anspruch
3 in ihrer Vorspannkraft (Haltekraft) unterschiedlich sein können.
-
Wie
aus der oben erwähnten
Tabelle hervorgeht, ist beispielsweise eine Maximalkraft von 85
KN gegeben, wenn nur das Schaltelementpaar 1 aktiviert wird. 100
KN werden erreicht, wenn das Schaltelementpaar 2 aktiviert wird.
185 KN werden erreicht, wenn das Schaltelementpaar 1 und das Schaltelementpaar
2 zusammen aktiviert sind. Eine Haltekraft von 550 KN wird beispielsweise
erreicht, wenn alle Schaltelementpaare 1 bis 5 aktiviert sind.
-
Gemäß Anspruch
4 ist vorgesehen, dass im Gabelkopf mehrere sich gegen die Gehäusestirnwand
abstützende,
eine Axialbewegung der Zugstange bewirkende Druckmittelzylinder
vorgesehen sind. Diese Druckmittelzylinder sind zum einen dafür da, dass
alle Halteelemente deaktiviert werden können. Die Druckmittelzylinder
werden beispielsweise mit Hydrauliköl beaufschlagt, wodurch eine
Kraft vom Gabelkopf auf die Gehäusestirnwand
ausgeübt
wird, die ausreicht, die Zugstange gegen die Haltekräfte der
Schaltelemente aus dem Gehäuse
heraus zu ziehen.
-
Vor
jedem Einsatz erfolgt dieser Vorgang. Danach wird die Zugstange
wieder in die Aktivierungsstellung gefahren. Durch äußere Betätigung der
Halteelemente wird entsprechend der Codierungstabelle die gewünschte Haltekraft
eingestellt.
-
Die
zweite Aufgabe der Druckmittelzylinder besteht nun darin, testen
zu können,
ob durch entsprechende Beaufschlagung der Druckmittelzylinder auch
die gewünschte
Auslösekraft
erreicht wird.
-
Gemäß Anspruch
5 ist vorgesehen, dass die Druckmittelzylinder mittels eine Handpumpe
mit Druck beaufschlagbar sind. Dies hat den Vorteil, dass die Betätigung an
jedem Ort ohne weiteres möglich
ist.
-
Um
zu verhindern, dass Gabelkopf mit Zugstange und Gehäuse kontrolliert
voneinander getrennt werden, ist gemäß Anspruch 6 vorgesehen, dass
am umlenkrollenseitigen Ende der Zugstange in einer Seileinbindung
ein Sicherungsseil angeordnet ist, welches an beiden Längsseiten
des Gehäuses
aufgewickelt ist.
-
Dieses
Sicherungsseil hält
Gehäuse
und Zugstange beieinander.
-
Um
auch hier flexibel zu sein, ist gemäß Anspruch 7 vorgesehen, dass
für das
Sicherungsseil einstellbare Endanschläge vorgesehen sind, die je
nach der eingestellten Haltekraft gewählt werden.
-
Zur
Vereinfachung für
das Bedienungspersonal ist vorgesehen, dass die Druckbeaufschlagung
der Druckmittelzylinder in bar der jeweiligen maximalen Zugkraft
in KN entspricht und zum Einstellen der maximalen Zugkraft eine
Codierung vorgesehen ist, derart, dass mindestens ein Schaltelement
und maximal alle fünf Schaltelementpaare
in Einraststellung sind (siehe oben).
-
Die
Erfindung wird im folgenden anhand von Zeichnungen dargestellt und
erläutert.
-
Es
zeigen:
-
1 Zugkraftbegrenzer
in seitlicher Ansicht und im Schnitt
-
2 Zugkraftbegrenzer
gemäß 1 in
um 90° gedrehter
Stellung
-
In
den 1 und 2 ist ein erfindungsgemäßer Zugkraftbegrenzer
dargestellt und allgemein mit dem Bezugszeichen 1 versehen.
Er besteht aus einem Gehäuse 2,
in dem eine Zugstange 3 axial verschiebbar gelagert ist.
-
Die
Zugstange 3 ist mit einem Gabelkopf 4 verbunden,
in dem vier um die Gehäuselängsachse
symmetrisch angeordnete Druckmittelzylinder (Hydraulikzylinder) 5 angeordnet
sind, die sich mit ihren Kolben 6 gegen die Stirnseite
des Gehäuses 2 anlegen.
Bei 7 ist der Anschluss für eine Druckpumpe angedeutet,
die die Zylinderräume
der Druckmittelzylinder 5 beispielsweise mit Hydrauliköl beaufschlägt.
-
Auf
der dem Gabelkopf 4 entgegen gesetzten Seite des Gehäuses 2 ist
eine Umlenkrolle 8 gelagert.
-
Sowohl
durch die Achse der Umlenkrolle als auch durch das Auge des Gabelkopfes 4 ist
ein Versteckbolzen 9 bzw. 10 eingesteckt.
-
In
die Wand des Gehäuses 2 sind
im vorliegenden Beispiel zehn Schaltelemente A bis E angeordnet.
-
Die
Schaltelemente A bis E sind zu 5 Paaren zusammengefasst, derart,
dass drei Paare A bis C sich gegenüber liegen und die Paare D
und C um 90° zu
den Paaren A bis C angeordnet sind. Die Schaltelemente A bis E wirken
mit Aufnahmeelementen 11 zusammen, die in die Zugstange 3 eingelassen
sind.
-
Umlenkrollenseitig
ist an der Zugstange 3 ein Sicherungsseil 12 mit
Hilfe einer Seileinbindung 13 angeschlagen, wobei die Enden
des Seils seitlich neben dem Gehäuse
aufgerollt sind, wie es in 1 schematisch
dargestellt ist.
-
Auf
den Stirnflächen
der Schaltelemente A bis E sind Betätigungsorgane
14 vorgesehen,
mit denen sie in die Einraststellung mit definierter Haltekraft
bewegt werden.
| Codierungstabelle
für Zugkraftbegrenzer |
| Kraft | Codierung | Prüfdruck |
| |
| In
KN | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | In
bar |
| |
| 85 | 1 | | | | | 85 |
| | | | | | | |
| 100 | 2 | | | | | 100 |
| | | | | | | |
| 115 | 4 | | | | | 115 |
| | | | | | | |
| 150 | 5 | | | | | 150 |
| | | | | | | |
| 185 | 1 | 2 | | | | 185 |
| | | | | | | |
| 200 | | 2 | 3 | | | 200 |
| | | | | | | |
| 215 | | | 3 | 4 | | 215 |
| | | | | | | |
| 235 | 1 | | | | 5 | 235 |
| | | | | | | |
| 250 | | | 3 | | 5 | 250 |
| | | | | | | |
| 265 | | | | 4 | 5 | 265 |
| | | | | | | |
| 300 | 1 | | 3 | 4 | | 300 |
| | | | | | | |
| 315 | | 2 | 3 | 4 | | 315 |
| | | | | | | |
| 335 | 1 | | 3 | | 5 | 335 |
| | | | | | | |
| 350 | 1 | | | 4 | 5 | 350 |
| | | | | | | |
| 365 | | | 3 | 4 | 5 | 365 |
| | | | | | | |
| 400 | 1 | 2 | 3 | 4 | | 400 |
| | | | | | | |
| 435 | 1 | 2 | 3 | | 5 | 435 |
| | | | | | | |
| 450 | 1 | 2 | | 4 | 5 | 450 |
| | | | | | | |
| 465 | | 2 | 3 | 4 | 5 | 465 |
| | | | | | | |
| 550 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 550 |