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Bremsvorrichtung zum Abfangen einer Stoßwelle, insbesondere bei Flugzeugschranken
Die Erfindung betrifft eine Bremsvorrichtung zur Bremsung einer Stoßwelle, die aus
dem Ruhezustand eine stoßartige Beschleunigung erhält. Die Bremsvorrichtung ist
in erster Linie als Teil einer Auffangvorrichtung für Flugzeuge bestimmt.
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Solche Auffangvorrichtungen können aus einem Netz bestehen, das quer
zur Landebahn oder am Ende des Rollfeldes gespannt ist, um ein Flugzeug, das etwa
wegen schlechter Sicht, Eisbelag auf der Rollbahn, Manöverfehler od. dgl. nicht
rechtzeitig zum Stehen kommt, wirksam aufzufangen. Das Netz kann in sich elastisch
sein, außerdem soll es aber so befestigt sein, daß es nach und nach mit sich steigernder
Kraft die Fahrt des Flugzeuges abbremst. Die Bremsfunktion wird in vorteilhafter
Weise von einer Bremsvorrichtung nach der Erfindung erfüllt unter Vermeidung einer
Überhitzung der Bremsmittel. Die neue Bremsvorrichtung ist unabhängig von dem Gewicht
und der Geschwindigkeit des Flugzeuges, aber auch von den Witterungsverhältnissen.
Sie erfordert nur geringe Bedienungsmaßnahmen und kann kurzfristig wiederholt in
Tätigkeit treten. Es ist vorgesehen, die Bremsvorrichtung nach der Erfindung unter
der Erdoberfläche versenkt anzuordnen, so daß sie für den gewöhnlichen Flugbetrieb
kein Hindernis darstellt. Die Bremsvorrichtung nach der Erfindung besteht vorzugsweise
aus einer Seiltrommel und ist dadurch gekennzeichnet, daß feststehende ringförmige
Innenlamellen nicht drehbar, aber axial verschiebbar auf einer Welle gelagert sind,
zwischen denen ringförmige Zwischenlamellen mit erheblich größerem Außendurchmesser
als der der Innenlamellen mit ihrem inneren Teil freigehend angeordnet sind, und
daß ringförmige Außenlamellen mit größerem Innendurchmesser als der Außendurchmesser
der Innenlamellen zwischen dem äußeren Teil der Zwischenlamellen angebracht sind
und in nicht drehbarem, aber axial verschiebbarem Eingriff mit einem die Welle und
die Trommel umschließenden Gehäuse stehen. Ein Innendruckorgan drückt die Innenlamellen
gegen die Zwischenlamellen und ein Außendruckorgan die Außenlamellen gegen die Zwischenlamellen.
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Die Erfindung ist in zwei Ausführungsformen in der Zeichnung beispielsweise
dargestellt. Es zeigt Fig.1 die Bremsvorrichtung nach der Erfindung teilweise im
senkrechten Schnitt von der Seite gesehen, Fig. 2 in Draufsicht, ein Teil ist abgebrochen,
Fig.3 einen senkrechten Schnitt durch einen Teil einer abgeänderten Ausführungsform.
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Gemäß Fig. 1 und 2 ist auf eine Trommel 1 ein Seil 2 von z. B. 155
m Länge und 14 mm Durchmesser mit einer- Mehrzahl von übereinanderliegenden Windungen
gewickelt. Die Seilwindungen sind vorteilhaft miteinander verklebt oder geheftet,
indem das Seil beim Aufwickeln z. B. mit einem Klebemittel versehen wird. Das freie
Ende des Seiles wird an einem Auffangnetz befestigt. Die Trommel 1 ist auf einer
senkrechten Welle 3 befestigt, die frei drehbar in einem Gehäuse 4 gelagert ist.
Das Gehäuse 4 ist fast ganz geschlossen und hat nur eine für den Austritt des Seiles
vorgesehene Öffnung in einem Blechschirm 5. An seiner Unterseite ist das Gehäuse
mit einem Schutzblech 6 versehen, das unter der mit strichpunktierter Linie 7 angedeuteten
Erdoberfläche in den Boden versenkt und verankert wird. Der obere Teil des Gehäuses
4 ist unter Freilassung der Austrittsstelle für das Seil, wie mit der strichpunktierten
Linie 8 angedeutet, abgedeckt.
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Unterhalb der Trommel 1 ist eine Lamellenreibungsbremse vorgesehen,
die drei Gruppen ringförmiger Lamellen besitzt. Es sind dies Innenlamellen 9, die
in Nuten 12 in der Welle 3 eingreifen, so daß die Lamellen 9 an der Drehung der
Welle 3 teilnehmen. Sie sind axial an der Welle verschiebbar. Die Zwischenlamellen
10 sind frei für eine Umfangsbewegung und für axiale Bewegung. Außenlamellen 11
greifen in Nuten 13 im Gehäuse 4 ein. Sie sind nicht drehbar, aber axial verschiebbar.
Die Lamellen oder Scheiben 9 bis 11 bestehen, vorteilhaft aus dünnem, kaltgewalztem,
rostfreiem Stahlblech, gegebenenfalls mit reibungserhöhender Auflage.
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An der untersten der Zwischenlamellen 10 ist ein Klauenring 14 befestigt,
der in eine Klauenmutter 15 eingreift, die auf die Welle 3 geschraubt ist und sich
mit Bezug auf die Welle 3 in axialer Richtung bewegen kann. Die Klauen des Ringes
14 und der Mutter 15 sind stets im Eingriff. Klauenring und Klauenmutter folgen
also einander in der Drehbewegung bei gegenseitiger Bewegung in axialer Richtung.
Unter
der untersten Außenlamelle 11 ist eine ringförmige Blase 16, die mittels eines Rohres
17 mit einer -.,%lembrandose 18 mit Füllventil 19 verbunden ist. Die Blase 16, das
Rohr 17 und die Dose 18 sind mit einem flüssigen Druckmittel gefüllt. Dieser Druck
belastet kontinuierlich die Außen- und Zwischenlamellen und wird so hoch gewählt,
daß die erforderliche Bremskraft erreicht wird. Der Druck kann je nach der gewünschten
Bremskraft geändert werden.
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Die Bremsvorrichtung nach der Erfindung wird z. B. an beiden Seiten
einer Landungsbahn angebracht, und die Seile 2 werden an den Enden eines über die
Landebahn gespannten Netzes od. dgl. befestigt. Durch Drehung der Welle 3 in der
Richtung für die Aufwicklung des Seiles auf die Trommel wird die Klauenmutter 14
in ihre unterste Lage gebracht. Wenn ein Flugzeug gegen das Netz stößt, werden die
Seile 2 von den Trommeln gezogen. Die Trommeln drehen sich anfangs frei, so daß
nur die Verklebung der Seilwindungen eine hemmende Wirkung ausübt. Die Drehung der
Welle 3 verursacht aber, da der von der Zwischenlamelle festgehaltene Klauenring
14 und die Klauenmutter 15 (Innendruckorgan) sich nicht mitdrehen, daß die Klauenmutter
15 aufwärts geschraubt wird, mit der Folge, daß die Innenlamellen 9 und der innere
Teil der Zwischenlamellen 10 nach einer gewissen Anzahl Umdrehungen der Trommel
gegeneinander gepreßt werden, womit eine bestimmte Bremswirkung eintritt. Die Zwischenlamellen
10 werden mit einer geringen Verzögerung mit Bezug auf die Drehung der Innenlamellen
mitgenommen, und eine weitere Bremswirkung wird zwischen dem äußeren Teil der Zwischenlamellen
10 und den Außenlamellen il erreicht. Die Welle 3 mit der Trommel 1 kann
daher aus dem Ruhezustand zunächst auf eine bestimmte Drehzahl frei beschleunigt
werden, und erst danach tritt eine Bremswirkung durch Reibung ein. Die erhaltene
Bewegungsenergie der Welle und der Trommel tragen dazu bei, bei beginnendem Gleiten
die Reibung an den Außenlamellen zu überwinden, so daß die Hemmkraft in dem auslaufenden
Seilteil nicht plötzlich einen hohen Wert erhält, um danach wieder zu fallen, sondern
es wird eine weiche Zunahme dieser Kraft erreicht. Hierzu trägt auch die Wicklung
des Seiles in mehreren Windungen bei, denn auch wenn die Bremskraft unverändert
ist, verursacht ein mit steigernder Abwicklung des Seiles sich verkleinernder Trommelradius,
daß die Bremskraft in dem auslaufenden Seile sich steigert, d. h. das Seil und dadurch
das Fangnetz erhalten eine nach und nach sich steigernde Auffangkraft. Die Bremswirkung
wird in zwei Stufen an verschiedenen Stellen aufgenommen. Das ist vorteilhaft, um
eine Überhitzung und dadurch eintretende verringerte Bremswirkung zu verhindern.
Ferner wird eine große Bremsfläche geschaffen unter Beibehaltung von niedrigem Gewicht
der mit der Welle vereinigten Teile. Das ist von Bedeutung mit Bezug auf die schnelle
Beschleunigung und Verzögerung, welchen diese Teile ausgesetzt sind. Die Verklebung
der Seilwindungen untereinander verringert die Gefahr, daß das Seil unter Belastung
während der Abwicklung in darunterliegenden Windungen einschneidet oder daß das
Seil während der Lagerung oder des Transportes der Bremsvorrichtung oder wenn es
in Bereitschaftsstellung ist, sich abwickelt.
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Um eine unfreiwillige Abwicklung zu verhindern, kann der Drehung der
Trommel auch dadurch entgegengewirkt werden, daß eine oder mehrere der Zwischenlamellen
10 nicht drehbar an der Welle 3 gelagert sind. In Fig.3 ist schematisch eine Ausführungsform
dargestellt, bei der die Bremskraft zwischen Außen-und Innenlamellen selbsttätig
erhöht wird, wenn die Seiltrommel beim Abwickeln des Seiles sich zu drehen beginnt.
Hierbei ist die Blase 16 mit einer Leitung '20 an ein biegsames Rohr 21 angeschlossen,
das ein zerbrechliches Rohr 22, z. B. aus Glas, von einem Druckspeicher oder einer
sonstigen Druckquelle 23 verschließt. Ein den Bruch bewirkender Teil 24 wird in
einer radial verlaufenden Nut 25 im Deckel des Gehäuses 4 geführt. Eine Nase greift
in eine spiralförmige Rille 26 im Umfang der Trommel 1.
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Wenn die Trommel beim Abwickeln des Seiles sich zu drehen beginnt,
bewirkt die spiralförmig verlaufende Rille 26 und die Nut 25, daß der Teil 24 nach
auswärts verschoben wird und schließlich die Rohre 21, 22 nach der Seite drückt.
Das zerbrechliche Rohr 22 wird dabei abgebrochen, und der Druck aus dem Behälter
23 gelangt in die Blase 16 (Außendruckorgan), die sich ausdehnt und dabei die Außen-
und Zwischenlamellen gegeneinander drückt. Es wird dadurch eine erhöhte Druckkraft
auf die Zwischenlamellen und damit eine erhöhte Bremskraft bewirkt, nachdem die
Drehung der Trommel begonnen hat. Die Verzögerung der Bremskraft kann nach Wunsch
bestimmt werden.
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Die in Fig.3 dargestellte Ausführungsform kann vielfach verändert
werden. Wesentlich ist, daß ein von der Welle oder Trommel gesteuerter Teil so angebracht
ist, daß dieser Teil, wenn die Trommel in Drehung gesetzt ist, ein Ventil zwischen
einer Druckquelle und der Blase beeinflußt, um eine Druckerhöhung in der letzteren
zu erhalten.
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Weitere Ausführungsformen sind im Rahmen der Erfindung möglich. So
kann zur Zeitgewinnung am Flugfeld die ganze Bremsvorrichtung oder nur die Trommel,
nachdem das Seil abgewickelt ist, auswechselbar eingerichtet sein und durch eine
sofort betriebsbereite neue Vorrichtung oder Trommel mit aufgewikkeltem Seil ersetzt
zu werden.