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Die Erfindung betrifft eine Lastaufnahmeeinrichtung für Hubschrauber,
mit mindestens einer Befestigungseinheit, die mit einer Hebevorrichtung versehen
ist.
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Bei einer bekannten derartigen Vorrichtung dient als Befestigungseinheit
und zugleich als Hebevorrichtung eine Seilwinde, deren Seil mit mehreren Stellen
der anzuhängenden Last verbunden ist. Um ein Schwingen der an dem Seil aufgehängten
Last zu vermeiden, ist diese mit Hakenverbindungen mit dem Rumpf gekuppelt. Dies
bringt jedoch den Nachteil mit sich, daß sich Vibrationen auf die Last übertragen
können.
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Bei einer bekannten anderen Lastaufnahmeeinrichtung ist die Last lediglich
an einem Seil aufgehängt, und zum Vermeiden von Schwingungsbewegungen ist das Seil
mit winklig dazu verlaufenden Stoßdämpfern gekuppelt. Eine derartige Vorrichtung
ermöglicht jedoch nur ein Abfangen von Vibrationen in Richtungen quer zum Seil und
weist außerdem den Nachteil auf, daß die Last nicht genügend starr an dem Rumpf
befestigt ist.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Lastaufnahmeeinrichtung
der eingangs genannten Art zu schaffen, welche eine verhältnismäßig starre und trotzdem
vibrationsfreie Aufhängung der Last ermöglicht.
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Die Lösung ist im wesentlichen darin zu sehen, daß an gegenüberliegenden
Seiten des Hubschraubers lageverstellbare Befestigungseinheiten angebracht sind,
die jeweils mit einem Hubzylinder verbunden sind, und daß die Befestigungseinheiten
und die Hubzylinder einzeln und unabhängig voneinander einstellbar und verriegelbar
sind.
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Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes sind in der Zeichnung
dargestellt. Es zeigt F i g. 1 eine Seitenansicht, aus der die Lage der Lastaufnahmeeinrichtung
erkennbar ist, F i g. 2 eine Draufsicht auf einen Hubschrauber mit einer Lastaufnahmeeinrichtung,
F i g. 3 eine größere Ansicht einer der Lastbefestigungseinheit, F i g. 4 eine größere
Ansicht des von Hand steuerbaren Hubzylinders, F i g. 5 eine Schnittansicht längs
der Linie V-V von F i g. 4, F i g. 6 eine teilweise im Schnitt gezeichnete Darstellung
des Mechanismus nach F i g. 5 in Seitenansicht, F i g. 7 eine Schnittansicht längs
der Linie VII-VII in F i g. 6 und F i g. 8 eine schematische Darstellung eines von
Hand betätigbaren Hubzylinders.
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Die in den F i g. 1 und 2 dargestellte Lastaufnahmeeinrichtung umfaßt
vier Befestigungseinheiten 20, die sich von der Seite des Rumpfes 10 nach außen
erstrecken. Es sind jeweils zwei Befestigungseinheiten auf jeder Seite des Rumpfes
symmetrisch angeordnet.
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Jeder Befestigungseinheit 20 ist ein Hubzylinder 24 zugeordnet. Gemäß
F i g. 3 weist die Befestigungseinheit 20 ein Gehäuse 26 auf, das mittels zweier
fester Verbindungsglieder 28 und 30 sowie dem Hubzylinder 24 mit dem Rumpf verbunden
ist. Das Verbindungsglied 30 hat eine dreieckige Gestalt, und das äußere Ende desselben
umfaßt eine flache -. Platte 32, die an der Innenseite des Gehäuses 26 anliegt und
mit diesem befestigt ist. Das innere Ende des Verbindungsgliedes 30 ist durch ein
Universal gelenk 36 mit einem Beschlag 34 verbunden, der ar dem Rumpf 10 befestigt
ist. Das Verbindungsglied 2f ist an seinem äußeren Ende mit dem äußeren Endf 5 des
Verbindungsgliedes 30 in der Nähe der Unter seite der flachen Platte 32 universalgelenkartig
ver. bunden. Das innere Ende des Verbindungsgliedes 2e ist vertikal beweglich an
dem Teil 38 angelenkt, welches wiederum horizontal beweglich an dem an derr Rumpf
befestigten Beschlag 40 angelenkt ist.
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Der Hubzylinder 24 ist mittels einer universel: beweglichen Verbindung
37 mit dem äußeren. Ende des Verbindungsgliedes 30 in der Nähe der Oberseite der
flachen Platte 32 verbunden und das obere Ende des Hubzylinders 24 ist mittels eines
Universalgelenkes 42 mit dem am Rumpf 10 befestigten Beschlag 44 verbunden. Die
Universalgelenkwirkung und die anderen obenerwähnten Schwenkbewegungen ermöglichen
ein leichtes Anbringen und Abnehmen der Befestigungseinheiten 20 zwischen den verschiedenen
Betriebsstellungen ohne Bindung an den einzelnen Verbindungsgliedern.
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Die Befestigungseinheit 22 umfaßt ein Gehäuse 26, das an dem äußeren
Ende des Verbindungsgliedes 30 befestigt ist, so daß es mit diesem durch den Hubzylinder
24 bewegt werden kann. Das Gehäuse 26 hat unten eine Öffnung mit einem sich nach
außen erweiternden Seilanschlag 46. In dem Gehäuse ist eine drehbare Trommel untergebracht,
auf der ein Seil 48 aufgewickelt ist und sich durch die Öffnung nach außen erstreckt.
Das freie Ende des Seiles weist einen daran befestigten Anschlagpilz 50 auf, der
mit dem sich nach außen erweiternden Seilanschlag 46 in Eingriff kommen und an diesem
anliegen kann. Von dem Anschlagpilz 50 aus erstreckt sich ein Befestigungsglied
52 nach unten, welches an dem Seil 48 befestigt ist und mit dem die Last
2 verbunden wird.
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Die in dem Gehäuse 26 drehbar angeordnete Trommel ist so vorgespannt,
daß der Anschlagpilz 50 in Richtung auf den Seilanschlag 46 bewegt wird. Falls das
Befestigungsglied 52 mit der Last verbunden werden soll, wird das Befestigungsglied
52 nach unten gezogen. Beim Loslassen des Seiles wird dieses durch die Vorspannungsvorrichtung
in dem Gehäuse 26 straff gehalten.
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In der Pilotenkanzel ist ein Steuerhebel 60 vorgesehen, der
mit jeder der Befestigungseinheiten 20 verbunden ist, um die Trommeln gemeinsam
zu arretieren oder zu lösen. Nach dem Befestigen sämtlicher Seile arretiert der
Pilot mit dem Hebel 60 die Trommeln sämtlicher Befestigungseinheiten 20 gemeinsam.
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Das Seil 48 einer jeden Befestigungseinheit 20 ist nicht
dauernd fest mit den Enden an der Trommel verbunden, auf die es gewickelt ist. Jedes
Seil ist an der zugeordneten Trommel durch eine Vorrichtung befestigt, die es ermöglicht,
daß das Seil freigegeben wird, wenn es vollständig von der Trommel abgewickelt ist
und eine vorbestimmte Kraft überschritten wird. Dies ermöglicht ein Abwerfen der
Last 2 durch den Piloten während des Fluges, indem lediglich der Hebel
60 in die Entriegelungsstellung gebracht wird. Dadurch zieht das Gewicht
der Last die Seile von sämtlichen Trommeln nach unten, bis diese ganz abgerollt
sind und von den Trommeln losreißen, indem ein Bruchzapfen abbricht oder ein anderer
Freigabemechanismus in Tätigkeit tritt. Bei Beförderung
von Personen
sind die Verriegelungseinrichtungen an den Befestigungseinheiten 20 wirksam arretiert,
so daß eine unbeabsichtigte Bewegung des Hebels 60 die Last nicht freigibt.
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Der Hubzylinder 24, der durch das äußere Ende des Verbindungsgliedes
30 in der Nähe von dessen Oberseite und durch einen nahe der Oberseite des Rumpfes
10 gelegenen Beschlag 44 befestigt ist, wird vom Piloten betätigt. Wie aus F i g.
8 ersichtlich ist, besitzt der obere Teil des Hubzylinders 24 einen Zylinder 70
mit einem darin hin- und herbeweglichen Kolben 72. Oben am Kolben 72 ist eine Kolbenstange
74 angeordnet, die durch ein Universalgelenk 42 an dem mit dem Rumpf
10 verbundenen Beschlag 44 befestigt ist.
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Der obere Teil des Hubzylinders 24 umfaßt eine Steuerventileinheit
76, die vom Piloten durch eine Steuervorrichtung 78 betätigt wird. Die Steuervorrichtung
78 weist vier Schalter auf, und zwar je einen für jede Steuerventileinheit 76 eines
jeden Hubzylinders 24.
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Jede Steuerventileinheit 76 umfaßt ein Ventil A, das zwischen den
Strömungsleitungen 84 und 86 angeordnet ist. Das freie Ende der Strömungsleitung
84 ist mit einer Druckquelle 88 verbunden, und das freie Ende der Strömungsleitung
86 ist über eine Leitung 90 mit der Oberseite des Zylinders 70 verbunden.
Die Leitung 90 umfaßt eine Drossel 82, die die Durchflußmenge regelt. Jede Ventileinheit
76 umfaßt ebenfalls ein Ventil B, welches zwischen den ; Strömungsleitungen 92 und
94 angeordnet ist. Das freie Ende der Strömungsleitung 92 ist mit einer Rückführungsleitung
verbunden, die an einem Vorratsbehälter münden kann, und das freie Ende der Strömungsleitung
94 ist mit der Strömungsleitung 86 verbunden. Die Strömungsleitung 92 ist ferner
mit der Unterseite des Zylinders 70 mittels der Strömungsleitung 96 und der Leitung
98 verbunden, um eine freie Bewegung des Kolbens 72 zu ermöglichen, falls eine derartige
Bewegung erwünscht ist. Beide Ventile A und B sind in Schließstellung
vorgespannt und werden durch Betätigen der Handsteuervorrichtung 78 einzeln
oder gemeinsam geöffnet.
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Gemäß F i g. 8 besitzt der untere Teil des Hubzylinders
24 einen zweiten Zylinder 102, der einen hin- und herbeweglichen Kolben
104 aufweist. Am Boden dieses Kolbens ist eine Kolbenstange 106 befestigt,
die über ein Universalgelenk 37 mit dem äußeren Ende des Verbindungsgliedes 30 nahe
der Oberseite der Platte 32 verbunden ist. Der untere Bereich des Hubzylinders
24 wirkt im Grunde als weiche Feder, die jedoch die Eigenschaft hat, daß
sie unter einer beständigen Last keine statische Auslenkung aufweist.
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Der sich außerhalb des Zylinders 102 erstreckende Teil der
Kolbenstange 106 weist einen Arm 108 auf, der durch eine Lagermuffe
110 auf der Kolbenstange hin- und hergleiten kann. Das untere Ende des Zylinders
102 weist einen Federsitz 116 auf und das äußere Ende der Kolbenstange
106 umfaßt einen Flansch 118, der ein Schutzblech 120 hält
sowie mit dessen aufliegendem Teil zugleich als Federsitz wirkt. Um die Kolbenstange
106 ist zwischen den Federsitzen 112 und 116 eine Feder 122 angeordnet und zwischen
den Federsitzen 114 und 118 eine Feder 124.
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Diese beiden Federn sind nicht nur so gewählt, daß sie eine genügende
Kraft zum Betätigen des Armes 108 beim Bewegen der Kolbenstange
106 abgeben, sondern weisen auch eine veränderliche Federkonstante auf, die
ein bestimmtes Bewegungsverhältnis zwischen der Kolbenstange 106 und dei 5 Servo-ventilstange
150 mit sich bringt. Durch genaues Bemessen der Federkonstanten der Federn
122 und 124 kann ein vorgewähltes Verhältnis erreicht werden. Dieses Verhältnis
ist erforderlich wegen der relativ großen Bewegung der Kolbenstange 106
o
im Vergleich zur Bewegung der Servoventilstange 150. . Eine statische oder im wesentlichen
statische Auslenkung der Kolbenstange 106 von solcher Größe, daß der Servokolben
über seinen Totbereich zu bei-5 den Seiten der Steueröffnungen bewegt wird, bewirkt
ein Fließen des Arbeitsmittels in oder aus dem Zylinder 102 unterhalb des
Kolbens 104, so daß der Kolben und die Kolbenstange 106 betätigt werden.
Geringe Belastungsänderungen hoher Frequenz o werden in der Federanordnung absorbiert
und halten die Bewegung des Servokolbens in dem Servoventil innerhalb des Totbereichs
zu beiden Seiten der Steueröffnungen. Bei größeren Belastungsänderungen hoher Frequenz
verhält sich das Servoventil so, daß die schnelle Bewegung des Kolbens die Bewegung
der Kolbenstange 106 nicht wesentlich beeinflußt, selbst wenn der Totbereich
überschritten ist.
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Mit dem Zylinder 102 ist ein Servoventil 130 verbunden,
in dem ein Kolbenschieber in einer zylindnscheu Bohrung hin- und herbeweglich angeordnet
ist. Dieser Kolbenschieber weist zwei Scheiben 132
und 134 auf, die
in der Zylinderbohrung eng anliegen und in der Nullstellung die Mündungen der Leitungen
136 bzw. 138 in der Zylinderbohrung bedecken. Die Scheiben sind so ausgebildet,
daß zu beiden Seiten der zugeordneten Mündungen ein kleiner Totbereich vorhanden
ist. Die Leitung 136 ist mit einem Vorratsbehälter verbunden, und die Leitung
138 steht mit einer Druckquelle in Verbindung. Der Ringraum zwischen den
beiden Scheiben 132 und 134 ist mit der Unterseite des Zylinders
102
mittels einer Leitung 140 verbunden. Diese steht wiederum über
eine Leitung 144 mit einem Speichergefäß 142 in Verbindung.
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Das Speichergefäß 142 enthält Druckluft, deren Druck verändert
werden kann, um die Federkonstante der zugeordneten Halteeinheit 20 zu verändern.
Hiermit läßt sich die Vibrationsübertragungsfähigkeit zwischen dem Hubschrauber
und der Last steuern.
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Der Kolbenschieber weist eine Kolbenstange 150
auf, die sich
durch das Gehäuse nach außen erstreckt. Das freie äußere Ende der Kolbenstange 150
ist mittels einer mechanischen Vorrichtung 152 (siehe F i g. 7) mit dem freien
Ende des Armes 108 verbunden, um irgendwelche Einführungen von Seitenbelastungen
und eine damit zusammenhängende Beeinflussung des Servoventils 130 zu vermeiden.
Der Arm 108 hat zwei nach oben gerichtete Teile 154
und 156.
Die Kolbenstange 150 weist zwei Arme 158
und 160 auf, die sich
von dem freien Ende der Kolbenstange aus in deren Ebene erstrecken und an dieser
einstellbar befestigt sind. Diese beiden Arme erstrecken sich zwischen die beiden
Arme 154 und 156
des Armes 108. Zwischen den Armen
158 bzw. 160
und 154 bzw. 156 erstreckt sich ein Verbindungsglied
161 mit den Abschnitten 162 und 164. Der
Abschnitt 162 verbindet
das freie Ende des Armes 158 mit dem Arm 154 und der Abschnitt
164 verbindet das freie Ende des Armes 156 mit dem Arm 160. Jede dieser
Verbindungen ist gelenkig gelagert. In Ruhestellung der Vorrichtung ohne Belastung
sind die Verbindungsglieder 162 und 164 mit den Armen 158 und
160 ausgerichtet. Aus dieser Anordnung ist ersichtlich, daß eine Winkelbewegung,
die eine Beeinflussung der Servoventilteile bewirken könnte, während der Betätigung
vermieden ist.
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Der Arm 108 kann eine begrenzte axiale Bewegung auf der Kolbenstange
106 ausführen unter dem Einfluß der beiden Federn. Es ist eine Abdeckung
168 vorgesehen, um den Mechanismus zu schützen, und an der Abdeckung ist
ein Anschlag 166 angebracht. Die Abdeckung 168 ist an dem Ende des Zylinders
102 befestigt (F i g. 3). An der Unterseite der Lagermuffe 110 ist
ein sich nach unten erstreckender Ansatz 170 vorgesehen, der mit dem Anschlag
166 zusammenwirken kann. Gemäß F i g. 5 wird die nach innen gerichtete Bewegung
des Armes 108 durch Berührung der inneren Stirnfläche der Lagermuffe 10 mit
der Unterseite des Federsitzes 116 angehalten. Wenn der Ansatz 170 an dem
Anschlag 166 angreift oder wenn die innere Stirnfläche der Lagermuffe
110 auf den Federsitz 116 auftrifft, kann die Kolbenstange
106 die Bewegung noch fortsetzen, indem sie in der Lagermuffe 110
gleitet. Diese Konstruktion verhindert, daß der Kolben des Servoventils
130 an irgendeinem Ende des Servozylinders anstößt und unerwünschte, unnötige
Kräfte auf das Servoventil und den Arm 108 ausgeübt werden.
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Zwischen dem Zylinder 70 und dem Hubschrauber ist eine Scherenanordnung
200 vorgesehen, um eine Sicherheitsbegrenzung abzugeben, falls die Kolbenstange
74 oder das Universalgelenk 42 einmal ausfallen sollten.