DE1038921B

DE1038921B - Braking device for absorbing a shock wave, especially in aircraft barriers

Info

Publication number: DE1038921B
Application number: DEA25457A
Authority: DE
Inventors: Sven Bonde Samuel Persson
Original assignee: AERO MATERIEL AB
Current assignee: AERO MATERIEL AB
Priority date: 1956-08-10
Filing date: 1956-08-10
Publication date: 1958-09-11

Description

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.Braking device for intercepting a shock wave, especially in aircraft barriers The invention relates to a braking device for braking a shock wave from the idle state receives a sudden acceleration. The braking device is primarily intended as part of an aircraft fall arrest system.

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.Such catching devices can consist of a network that transversely to the runway or at the end of the tarmac is stretched to an aircraft that is about not because of poor visibility, ice on the runway, maneuver errors or the like comes to a stop in time to catch up effectively. The network can be elastic in itself but it should also be fastened in such a way that it gradually increases with itself Force slows down the flight of the aircraft. The braking function becomes more advantageous Way met by a braking device according to the invention while avoiding a Overheating of the brake fluid. The new braking device is independent of the weight and the speed of the aircraft, but also the weather conditions. It requires only minor operating measures and can be repeated in the short term Step into activity. It is provided that the braking device according to the invention under the earth's surface to be sunk so that they are suitable for normal flight operations is not an obstacle. The braking device according to the invention preferably consists from a cable drum and is characterized in that fixed ring-shaped Inner plates are not rotatable, but are axially displaceable on a shaft, between which annular intermediate lamellae with a considerably larger outer diameter than that of the inner disks are arranged with their inner part exposed, and that annular outer lamellae with a larger inner diameter than the outer diameter of the inner disks are attached between the outer part of the intermediate disks and in non-rotatable but axially displaceable engagement with one of the shafts and the housing surrounding the drum stand. An internal pressure element presses the inner lamellae against the intermediate lamellae and an external pressure element, the outer lamellae against the intermediate lamellae.

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.The invention is in two embodiments in the drawing, for example shown. It shows Fig.1 the braking device according to the invention partially in vertical section seen from the side, Fig. 2 in plan view, part is broken off, 3 shows a vertical section through part of a modified embodiment.

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.1 and 2, a rope 2 of z. B. 155 m length and 14 mm diameter with a plurality of superimposed turns wrapped. The rope windings are advantageously glued or stapled together, by the rope when winding z. B. is provided with an adhesive. The free The end of the rope is attached to a safety net. The drum 1 is on one fixed vertical shaft 3, which is freely rotatably mounted in a housing 4. The housing 4 is almost completely closed and has only one for the exit of the rope provided opening in a sheet metal screen 5. On its underside is the housing provided with a protective plate 6, which is indicated by the dash-dotted line 7 below Earth's surface is sunk into the ground and anchored. The upper part of the case 4 is leaving the exit point for the rope, as with the dash-dotted line Line 8 indicated, covered.

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.A multi-disc friction brake is provided below the drum 1, which has three groups of annular lamellae. There are inner disks 9, which engage in grooves 12 in the shaft 3, so that the lamellae 9 to the rotation of the Participate in wave 3. They can be moved axially on the shaft. The intermediate lamellas 10 are free for circumferential movement and for axial movement. Outer plates 11 engage in grooves 13 in housing 4. They cannot be rotated, but can be moved axially. The lamellas or disks 9 to 11 are advantageously made of thin, cold-rolled, stainless steel sheet, if necessary with a friction-increasing surface.

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.A claw ring 14 is attached to the lowest of the intermediate plates 10, which engages in a claw nut 15 which is screwed onto the shaft 3 and can move with respect to the shaft 3 in the axial direction. The claws of the ring 14 and the nut 15 are always in engagement. Claw ring and claw nut follow so each other in the rotary motion with mutual movement in the axial direction. Under the lowermost outer plate 11 is an annular bladder 16, which by means of a tube 17 is connected to a lembrandose 18 with filling valve 19. The bladder 16, that Tube 17 and the can 18 are filled with a liquid pressure medium. This pressure continuously loads the outer and intermediate plates and is chosen so high that that the required braking force is achieved. The pressure can vary depending on the desired Braking force can be changed.

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.The braking device according to the invention is z. B. attached to both sides of a runway, and the ropes 2 are od at the ends of a network stretched over the runway. Like. Fixed. By rotating the shaft 3 in the direction for winding the rope onto the drum, the claw nut 14 is brought into its lowest position. When an aircraft hits the net, the ropes 2 are pulled by the drums. The drums rotate freely at the beginning, so that only the gluing of the cable windings has an inhibiting effect. However, the rotation of the shaft 3, since the claw ring 14 held by the intermediate lamella and the claw nut 15 (internal pressure element) do not rotate, the claw nut 15 is screwed upwards, with the result that the inner lamellae 9 and the inner part of the intermediate lamellae 10 after a certain number of revolutions of the drum are pressed against each other, whereby a certain braking effect occurs. The intermediate disks 10 are driven with a slight delay with respect to the rotation of the inner disks, and a further braking effect is achieved between the outer part of the intermediate disks 10 and the outer disks il. The shaft 3 with the drum 1 can therefore initially be freely accelerated from the idle state to a certain speed, and only then does a braking effect due to friction occur. The kinetic energy obtained from the shaft and the drum help to overcome the friction on the outer discs when sliding begins, so that the inhibiting force in the outgoing rope part does not suddenly acquire a high value only to then fall again, but instead becomes a gentle increase achieved this force. The winding of the rope in several turns also contributes to this, because even if the braking force is unchanged, a drum radius that decreases with increasing unwinding of the rope causes the braking force in the expiring rope to increase, i.e. the rope and thereby the safety net receive a gradually increasing catching force. The braking effect is absorbed in two stages at different points. This is advantageous in order to prevent overheating and the resulting reduced braking effect. Furthermore, a large braking surface is created while maintaining the low weight of the parts united with the shaft. This is important in relation to the rapid acceleration and deceleration to which these parts are subjected. The gluing of the cable windings to one another reduces the risk that the cable cuts under load during unwinding in the windings below or that the cable unwinds during storage or transport of the braking device or when it is in the ready position.

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.To prevent involuntary settlement, the rotation of the Drum can also be counteracted in that one or more of the intermediate lamellae 10 are not rotatably mounted on the shaft 3. An embodiment is shown schematically in FIG shown in which the braking force between the outer and inner discs is automatic is increased when the rope drum begins to rotate while the rope is being unwound. Here, the bladder 16 is connected to a flexible tube 21 with a line 20, which is a frangible tube 22, e.g. B. made of glass, from a pressure accumulator or one other pressure source 23 closes. A part 24 causing the break is shown in a radially extending groove 25 is guided in the cover of the housing 4. A nose engages into a spiral groove 26 in the circumference of the drum 1.

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.If the drum starts to turn while the rope is being unwound, causes the spiral groove 26 and the groove 25 that the part 24 after is displaced outwards and finally pushes the tubes 21, 22 to the side. The fragile tube 22 is broken off and the pressure from the container 23 reaches the bladder 16 (external pressure organ), which expands and thereby the external and presses the intermediate lamellas against each other. This creates an increased pressure force on the intermediate plates and thus an increased braking force after the The drum has started to rotate. The deceleration of the braking force can be as desired to be determined.

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.The embodiment shown in Figure 3 can be changed many times will. It is essential that a part controlled by the shaft or drum is attached in this way is that this part, when the drum is set in rotation, a valve between a pressure source and the bladder affects a pressure increase in the latter to obtain.

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.Further embodiments are possible within the scope of the invention. So can use the entire braking device or just the drum to gain time on the airfield, after the rope is unwound, set up exchangeable and by a Replaced immediately operational new device or drum with wound rope to become.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Braking device for intercepting a shock wave, especially in aircraft barriers, preferably with a cable drum, characterized in that annular inner lamellae (9) are not rotatably but axially displaceable on the shaft, between which annular intermediate lamellae (10) with a considerably larger outer diameter than that of the inner disks are arranged freely, and that annular outer disks (11) with a larger inner diameter than the outer diameter of the inner disks are mounted between the outer part of the intermediate disks and in non-rotatable, but axially displaceable engagement with one of the shaft (3) and the Drum (1) enclosing housing (4) are, and that an internal pressure element (14,15) for pressing the inner disks (9) against the intermediate disks (10) and an external pressure element (16) for pressing the outer disks (11) against the intermediate disks are.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the inner pressure element consists of a nut (15) screwed onto the shaft (3), directly or via a claw coupling (14) with an adjacent intermediate plate is connected so that it has the same circumferential movement as this.

3. Device according to Claim 1 or 2, characterized in that the external pressure element consists of an annular bladder (16), which is against the very outer lamella rests in the group of the outer plates and is connected to a pressure source (18) is.

4. Apparatus according to claim 3, characterized in that in the pressure medium line (20) a control element is arranged between the bladder (16) and the pressure source, on which an actuator (24) controlled by the shaft or drum acts and the control element (21, 22) opens when the shaft or drum has reached a certain number of times Has made revolutions.

5. Apparatus according to claim 1, 2, 3 or 4 with on the the shaft of attached cable drum carrying the inner lamellae, characterized in that, that a rope (2) is wound with several superimposed turns, so that in the settlement of the expiring part of the rope always smaller distance from that Center of rotation and thereby increased force receives from that between the lamellas resulting braking force.

6. Apparatus according to claim 5, characterized in that that the windings of the rope are glued or pinned to one another in order to provide a certain force, which adds up to the braking force for the breaking loose of the expiring part of the rope produce.