DE928377C - Elektrische Steuereinrichtung und ihre Verwendung zur UEberwachung der Bremsverzoegerung eines Rades - Google Patents

Description

Bei Rädern, insbesondere Flugzeugrädern, ist es erforderlich, das Maß der Bremswirkung oder die Verzögerung des umlaufenden Rades so zu steuern, daß keine übermäßigen Bremskräfte auftreten können, durch die das betreffende Rad zum Schleudern gebracht wird oder eine übermäßige Beanspruchung mit der Möglichkeit des Versagens der Bremse oder ihrer Zubehörteile, z. B. der Streben, eintreten kann, mit denen die Bremsvorrichtung und das Rad am Fahrzeug oder Flugzeug befestigt ist. Es sind bereits mechanische Einrichtungen zur Überwachung der Bremsverzögerung eines Rades bekanntgeworden, die aber nicht befriedigen.

Die Erfindung betrifft im Gegensatz zu bekannten Einrichtungen eine elektrische Steuereinrichtung und ihre Verwendung zur selbsttätigen Überwachung der Bremsverzögerung von Rädern, insbesondere von Flugzeugrädern, wodurch das Schleudern und die Überbeanspruchung von Bauteilen durch sofortige Minderung oder die Auf- ao hebung der auf das Rad wirkenden Bremskräfte bei Überschreitung der Verzögerung über einen Maximalwert bewirkt wird.

Erfindungsgemäß wird für diesen Zweck eine elektrische Steuereinrichtung mit einem fest und einem über eine Kupplung mit der Antriebswelle verbundenen magnetischen Rotor verwendet, deren in zwei stehenden Wicklungen erzeugter Differenzstrom d'ie Betätigung einer Regelvorrichtung bewirkt.

Es war bereits bekannt, elektrische Einrichtungen, bei denen sich auf einer umlaufenden Welle ein daran fester und ein dazu in einem gewissen Ausmaß beweglicher Rotor befindet, dazu zu be-· nutzen, um durch das Voreilen oder die "Verzögerung des an der Welle festen Rotors einen Differenzstrom zu erzeugen und damit lediglich Dxehzähländerungen der Welle über Meßgeräte anzuzeigen. Nach der Erfindung wird eine bisher nur für Anzeigezwecke verwendete elektrische Einrichtung dieser Gattung für die vorerwähnte Beeinflussung von Rädern, insbesondere von Plugzeugrädern, nutzbar gemacht.

Bei der elektrischen Steuereinrichtung nach der Erfindung sind zweckmäßig aus permanenten Magneten bestehende Rotoren auf einer proportional zur Geschwindigkeit des Rades umlaufenden Wel'e angeordnet, mit welcher der als Schwungrad ausgebildete kuppelbare Rotor über eine Freilaufkupplung verbunden ist, wobei die Bremseinrichtung ein Ventili aufweist, welches durch ein in den Außenleitern gegengeschalteter Feldwicklungen liegendes und auf einen Differenzstrom ansprechendes Solenoid betätigt wird.

Die feststehenden Feldwicklungen der beiden Rotoren sind vorzugsweise auf einem lameliierten Eisenkern angeordnet, wobei beide Generatoren im wesentlichen die gleichen elektrischen Werte aufweisen.

Der kuppeltoare Rotor kann mittels eines Lagers auf der Welle frei drehbar sein.

Die Erfindung hat den Vorteil, daß die Überwachungseinrichtung bei verhältnismäßig einfacher und billiger Bauweise durch Verwendung elektrischen Stromes, welcher der Bremsverzögerung proportional' ist, sofort anspricht, sobald die Größe der Bremswirkung ein vorgesehenes Maß überschreitet und damit die Voraussetzungen für ein Schleudern des Rades gegeben sind. In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, und zwar zeigt

Fig. ι eine Seitenansicht des elektrischen Generators der Überwachungseinrichtung nach der Erfindung, teilweise im Schnitt, Fig. 2 einen Schnitt nach Linie 2-2 der Fig. 1 mit den übrigen Teilen der Steuereinrichtung sowie einen Querschnitt durch das solenoidbetätigte Steuerventil,

Fig. 3 einen Teilschnitt nach Linie 3-3 der Fig. 2, Fig. 4 eine schematische Darstellung des elektrischen Stromkreises der Steuereinrichtung.

Beim Ausführungsbeispiel ist die Überwachungseinrichtung für die B'remsverzögerung eines Rades allgemein mit 1 bezeichnet. Sie besitzt einen besonders ausgeführten Generator, der allgemein mit 2 bezeichnet ist. Dieser Generator hat ein Gehäuse 3 mit einer Welle 4 auf üblichen Lagern 5. D ie Welle 4 ist in geeigneter Weise mit einem angetriebenen und nicht dargestellten Rad verbunden, z.B. auf der Welle aufgekeilt oder mit ihr durch ein Getriebe verbunden, so daß die Welle 4 proportional der Winkelgeschwindigkeit des zu bremsenden Rades umläuft und das Maß der Bremsverzögerung des Rades durch die erfindungsgemäße Steueremrieh- ' tung .überwacht und begrenzt werden kann.

Der Generator besitzt auf seiner Welle 4 zwei einen Kraftfluß erzeugende Glieder, die mit der Welle verbünden sind und mit ihr umlaufen. Beim Ausführungsbeispiel besteht das eine Glied aus einem mit der Welle 4 fest verbundenen Rotor 6, der normalerweise einen permanenten Magneten bildet. Das zweite rotierende Glied besteht aus einem Schwungrad. 7, das auf der Wellen mittels eines üblichen Kugellagers 8 gelagert ist, normalerweise von der Welle 4 mittels Klemmwirkung durch eine Freilaufkupplung 9 mitgenommen wird und mit der Welle 4 als Einheit umläuft, jedoch beim plötzlichen Bremsen und Verzögern der Welle 4 und dadurch bewirkter Aufhebung der mitnehmenden Klemmwirkung im Freilauf frei wird und sich auf dem Kugellager 8 mit seiner jeweiligen Geschwindigkeit weiterbewegt. Auf diese Weise wird das Schwungrad normalerweise von der Welle 4 angetrieben und läuft mit ihr als eine Einheit um; es ist jedoch -frei, sich mit seiner jeweiligen Geschwindigkeit weiterzubewegen, wenn die Welle 4 plötzlich gebremst und Verzögerungskräften ausgesetzt wird. Die Kupplung 9 ist üblicher Konstruktion mit einem äußeren Ring 10, der mit dem Schwungrad 7 verbunden ist und über die Antriebskugelin 11 mit einem inneren Ring auf der Welle 4 zusammenarbeitet. Das Schwungrad bildetnormalerweise ebenfalls einen permanenten Magneten wie der Rotor 6. Die von Rotor 6 und Schwungrad 7 erzeugten elektromotorischen Kräfte sind gewöhnlieh im wesentlichen gleich groß, so daß in der Regel in beiden Teilen des Generators 2 gleich große elektrische Kräfte erzeugt werden.

Der Generator 2 hat ferner einen geeigneten Metallkern 12, üblicherweise aus lamelliertem Eisen, der zwei Sätze von über den Umfang verteilten und radial nach innen gerichteten Vorsprüngen 13 besitzt, auf denen eine Mehrzahl von Spulen 14, 14 und 15, 15 aufgebracht sind. Fig. 2 zeigt am besten, daß die beiden Sätze von Vorsprängen 13 auf dem Kern 12 axial¹ so voneinander getrennt sind, daß der eine Satz gegenüber dem Rotor 6 und der andere Satz gegenüber dem Schwungrad 7 liegt. Daher können zwei Ringreihen von Spulen 14 bzw. 15 vorgesehen werden, die als Feldspulen von zwei getrennten Generatoreinheiten innerhalb des Generators 2 dienen. Die beiden Reihen von Feldspulen für die beiden Generatoreiriheiten haben vorzugsweise gleiche Windungszahlen und -Kerne gleicher Abmessungen, so daß in der Regel gleiche elektrische Kräfte in den Spulen 14 und 15 erzeugt werden, wenn Rotor und Schwungrad mit gleicher Geschwindigkeit umlaufen. Nun liefert die erfindungsgemäße Einrichtung im normalen Betrieb keine Netz- (Ausgangs-) Spannung, da die Wicklüngsenden der beiden Spulen 14 und 15 der beiden Generatoreinheiten gegeneinandergesehaltet sind. Die Spulen 14 sind über die Leiter 16 und 17 mit den Spulen 15 gegenpolig verbunden, während die Leiter 18 und 19 eine etwaige resultierende Netzspannung der beiden Spulensätze zu einem Steuer-

relais 20 leiten, das in geeigneter Weise so einstellbar ist, daß es bei einem vorbestimmten Stromwert anspricht, der als Folge einer an den Leitern 18, 19 auftretenden resultierenden Spannung entsteht. Das Relais 20 hat die Kontakte 21 und 22, die beim Ansprechen des Relais einen Stromkreis einschalten, der die Leiter 23 bzw. 24 besitzt, die zur Spule 25 des Solenoids eines Ventils 26 sowie einer Batterie oder einer anderen Stromquelle 27 führen. Ein Leiter 28 verbindet die andere Batterieklemme mit dem zweiten Ende der Spule 25 des Ventils 26.

Um die gewünschte Überwachung der Bremswirkung zu erreichen, hat das solenoidbetätigte Ventiil 26 einen Einlaß 29 für die Zufuhr einer geeigneten hydraulischen Druckflüssigkeit zur Betätigung des zu überwachenden Brems systems. Der Flüssigkeitsdruck in der Einlaßfeitung 29 wird durch das jeweils vorgesehene Bremsbetätigungsorgan, das nicht dargestellt ist, gesteuert. In entsprechender Weise hat das Ventil 26 eine Auslaßleitung 30, durch die die Bremsflüssigkeit zu dem ebenfalls nicht dargestellten Bremssystem geleitet wird. Das Ventil 26 hat einen Gleitkolben 31 mit einer Metallstange 32, die als Anker des Solenoids dient und sich in dessen Spule 25 auf und ab bewegen kann. Arbeitet das Solenoid nicht, so befindet sich das Ventil in seiner Normalistellung, in der eine Feder 33 die Ankerstange 32 nach unten drückt, so daß eine Bohrung 34 im Kolben 31 den Einlaß 29 mit dem Auslaß 30 verbindet und die Bremsflüssigkeit über die Leitung 30 die Bremse betätigen kann. Spricht dagegen das Solenoid an, so wird der Kolben 31 hochgezogen, so daß er mit seinem Ausschnitt 3 5 die Auslaß leitung 30 mit einer Leitung 36 verbindet, durch die Bremsflüssigkeit zurückfließen kann. Hierbei wird, ein Teil¹ der Bremsflüssigkeit von der Bremse abgeleitet und kehrt zu einem Vorratsbehälter der Bremsanordnung zurück.

Wird nun auf die Welle eine Bremskraft ausgeübt, so läuft das Schwungrad 7 mit unverminderter Geschwindigkeit weiter und erzeugt infolgedessen eine größere elektrische Energie in der ihm zugeordneten Wicklung 15, als dies bei dem mit geringerer Geschwindigkeit umlaufenden Rotor 6 der Fall ist, so daß ein Unterschiedsbetrag zwischen den von beiden Einheiten des Generators 2 erzeugten elektrischen Spannungen erhalten wird. Sobald diese Spannungsdifferenz einen vorbestimmten Wert erreicht, bewirkt sie das Ansprechen des Solenoids 25 des Ventils 26, das dadurch die Bremswirkung so lange aufhebt, bis der Rotor 6 und das Schwungrad 7 wieder mit einer im wesentlichen gleichen Geschwindigkeit umlaufen.

Die Steuereinrichtung nach der Erfindung ist bei geringem Gewicht verhältnismäßig einfach und bewirkt zwangläufig eine Überwachung des> Maßes der zulässigen Verzögerung eines umlaufenden Rades, um das Auftreten übermäßiger Bremskräfte und dadurch bedingter Schleudergefahr zu vermeiden.

Die von dem als Abfühlorgan dienenden Generator 2 gelieferte elektrische Signalstärke ist direkt proportional· dem Maß der Verzögerung des ihm zugeordneten Rades.

Selbstverständlich können hydraulische Ventile benutzt werden, deren Durdhflußmaß proportional dem Maß der Bremsverzögerung ist, um die Bremswirkung in einem gewünschten Verhältnis zur Größe der Verzögerung zu verändern, anstatt die Bremswirkung abzustoppen, wie dies bei dem dargestellten Ventil 26 der Fall ist.

Die Erfindung soll nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt werden.

Claims (4)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Verwendung einer elektrischen Steuereinrichtung mit einem fest und einem über eine Kupplung mit der Antriebswelle verbundenen magnetischen Rotor, deren in zwei stehenden Wicklungen erzeugter Differenzstrom die Betätigung einer Regelvorrichtung bewirkt, als Schleuderschutz, insbesondere für Flügzeugräder.

2. Einrichtung nadh Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die aus permanenten Magneten bestehenden Rotoren (6, 7) auf einer proportional zur Geschwindigkeit des Rades umläufenden Welle (4) angeordnet sind, mit der der als Schwungrad ausgebildete kuppelbare Rotor (7) über eine Freilaufkupplung (9) verbunden ist, und daß die Bremseinrichtung ein Ventil (26) aufweist, das durch ein in den Außenleitern (17, 18) der gegengeschalteten Feldwicklungen (14, 15) liegendes und auf den Differenzstrom ansprechendes Solenoid (25) betätigt wird.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die feststehenden Feldwicklungen (14 bzw. 15) der beiden Rotoren (6, 7) auf einem lameliierten Eisenkern (12) angeordnet sind und beide Generatoren im wesentlichen die gleichen elektrischen Werte aufweisen.

4. Einrichtung nadh Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der kuppelbare Rotor (7) mittels eines Lagers (8) auf der Welle (4) frei drehbar ist.

Angezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 739775.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

1 509511 5.5S