DE3020823A1

DE3020823A1 - Kupplungsstange, insbesondere zum bugsieren von flugzeugen

Info

Publication number: DE3020823A1
Application number: DE19803020823
Authority: DE
Inventors: Yves Mahieu
Original assignee: Ateliers Mecaniques du Douaisis SA
Current assignee: Ateliers Mecaniques du Douaisis SA
Priority date: 1979-06-07
Filing date: 1980-06-02
Publication date: 1980-12-18
Also published as: GB2050977A; FR2458411A1; FR2458411B3; GB2050977B

Description

ATELIERS MECANIQUES

DU DOUAISIS S.A. und - 5 - 2880

MAHIEU Yves

Kupplungsstange, insbesondere zum Bugsieren von Flugzeugen

Die Erfindung betrifft eine Kupplungsstange, insbesondere zum Bugsieren von Flugzeugen, mit einer Stange, welche an jedem Ende mit Befestigungselementen zur Verbindung mit einem ziehenden bzw. einem gezogenen Fahrzeug versehen ist.

Im allgemeinen wird eine solche Kuppelstange in Höhe des Flugzeugfahrgestells angebracht und um das Fahrgestell vor übermäßigen Beanspruchungen zu schützen, welche beispielsweise durch eine zu starke Beschleunigung oder Verzögerung des Zugfahrzeugs unter Berücksichtigung der Trägheit des Flugzeugs auftreten könnten, oder aber auf Grund einer zu plötzlichen Richtungsänderung des Zugfahrzeugs, ist es bekannt, die Kupplungsstangen wenigstens aus zwei Teilen herzustellen, die durch Bolzen verbunden sind, die bei einer Zug-, Druck- oder Biegebeanspruchung der Stange auf Scherung beansprucht werden. Diese Bolzen sind so gewählt, daß sie beim Überschreiten einer gewissen Beanspruchungsschwelle zerstört werden, welche der maximal zugelassenen Beanspruchung im Bereich des Fahrgestells entspricht.

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Wenn also die Spannungen im Bereich des Fahrgestells zu groß werden, brechen die Sicherungsbolzen und die feste Verbindung der beiden Teile der Kupplungsstange wird aufgehoben und in der Mehrzahl der Fälle verschwindet die übermäßige Beanspruchung des Flugzeugfahrgestells.

Dieses System bietet einen beachtlichen Schutz des Flugzeugfahrgestells bei fehlerhaften Manövern, weist aber trotzdem auch eine gewiße Zahl von Nachteilen auf.

Einer dieser Nachteile ist es, daß die Abscherbolzen oder die an ihrer Stelle vorgesehenen Sicherheitsstifte keine Möglichkeiten bieten, bis zum Zeitpunkt ihrer Zerstörung die Veränderung der Spannungswerte zu überwachen., Im allgemeinen bemerken der Flugzeugpilot und der Fahrer des Zugfahrzeugs, welche aufeinander abgestimmte Manöver ausführen müssen, ohne sich zu sehen und ohne die Kupplungsstange zu sehen, falsche Manöver nur, wenn sie einen Bruch der Sicherheitsbolzen zur Folge haben»

Obwohl dieser Bruch dieser Sicherheitsbolzen den Vorteil aufweist, daß er das Fahrgestell vor der Mehrzahl falscher Manöver schützt, weist er doch den Nachteil auf, daß er das Flugzeug freisetzt, welches dadurch aufgrund der Trägheit seine Bewegung unkontrolliert fortsetzen kann, und daß andererseits der Austausch der Bolzen eine gewisse Zeit in Anspruch nimmt, die sich nachteilig auf die Nutzung des Flugzeugs auswirkt, weil die Standzeiten des Flugzeugs auf dem Boden sehr kostspielig sind.

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Überdies stellt sich heraus, daß dieses derzeit bekannte Sicherungssystem trotz seines Bruchs nicht immer die zuläßigen Belastungswerte überschreitende Belastungen in Höhe des Flugzeugfahrgestells vermeidet. Dies ist beispielsweise der Fall, wenn die Kupplungsstange auf Druck beansprucht wird, wobei der Bruch der Abscherbolzen nicht verhindert, daß sich der Druck fortsetzt=

Aufgabe der Erfindung ist es, die beschriebenen Nachteile zu überwinden und eine Kupplungsstange der eingangs erwähnten Art so auszugestalten, daß ein Überschreiten der Bruchlast der Sicherheitseinrichtung der Kupplungsstange weitgehend vermieden werden kann, und daß insbesondere der Schutz des Flugzeugfahrgestells vor Beschädigungen beim Bugsieren weiter verbessert wird.

Die Erfindung löst diese Aufgabe dadurch, daß sie Mittel zur ständigen Messung der wenigstens in einem Abschnitt der Stange vorhandenen Belastungen und Mittel zur Anzeige der Meßergebnisse an den Führerständen des ziehenden, wie auch des gezogenen Fahrzeugs besitzt»

Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, die Kupplungsstange, welche im übrigen in herkömmlicher Weise, insbesondere unter Berücksichtigung ihres Anwendungsbereiches ausgeführt wird, mit Mitteln zu versehen, die ständig die Spannungen messen, welchen die Kupplungsstange ausgesetzt ist, und zwar vorzugsweise sowohl bei einer Zug- und Druckbeanspruchung, wie auch bei einer Biegebeanspruchung, und die Meßergebnisse dann einerseits dem

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Führer des Zugfahrzeuges und andererseits dem Führer des gezogenen Fahrzeugs zugänglich zu machen, damit sie bei einer Veränderung dieser Belastungen bzw. Spannungen eine entsprechende Veränderung in der Steuerung ihrer Fahrzeuge vornehmen können, bevor die Spannungen eine Schwelle überschreiten, die einer maximalen Belastung im Bereich des einen oder anderen Fahrzeugs zugeordnet ist.

Vorzugsweise wird das herkömmliche Sicherheitssystem, welches von Abscherbolzen oder Sicherheitsstiften Gebrauch macht, beibehalten, die den Fahrzeugführern beider Fahrzeuge ständig zur Verfügung stehende Anzeige der Spannungen, welchen die Kupplungsstange ausgesetzt ist, setzt die Fahrzeugführer jedoch in die Lage, in vollkommen synchroner Weise die Spannungen in den zulässigen Grenzen zu halten und damit den Bruch der Abscherbolzen oder einer anderen entsprechenden Einrichtung zu verhindern, um damit schließlich auch die Nachteile zu vermeiden, welche durch einen derartigen Bruch entstehen.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Anhand der nun folgenden Beschreibung eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels der Erfindung wird diese näher erläutert.

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Es zeigt:

Fig. 1 eine Ansicht einer erfindungsgemäßen Kupplungsstange zum Bugsieren eines Flugzeugs in Seitenansicht,

Fig. 2 die gleiche Kupplungsstange in Draufsicht,

Fig. 3 einen Prüfkörper der Kupplungsstange in einem durch die Längsachse der Kupplungsstange geführten Schnitt,

Fig. 4 eine schematische Darstellung der Anwendung

der erfindungsgemäßen Kupplungsstange, welche das Ende eines Zugfahrzeugs mit dem Bugradfahrgestell eines Flugzeugs verbindet und

Fig. 5 einen schematische Darstellung des Meß- und Anzeigekreises, mit welchem die Kupplungsstange ausgerüstet ist.

In den Fig. 1 und 2 ist eine Kupplungsstange 1 dargestellt, weiche zwei Abschnitte la und Ib aufweist, die beispielsweise rohrförmig und zylindrisch um eine gemeinsame Achse 2 ausgebildet sind und die Stoß an Stoß fest mit einem Prüfkörper 3 verbunden sind, welcher ebenfalls als Rotationskörper um die Achse 2 ausgebildet ist.

An einem ihrer Enden, hier am Ende des Abschnitts Ib, trägt die Kupplungsstange 1 eine Ringöse 4, welche mit einem ihr zugeordneten Haken am Zugfahrzeug 5 (Fig. 4) in Eingriff gebracht werden kann. Am anderen Ende, welches sich am Abschnitt la befindet, ist die Kupplungsstange mit einem Kupplungskopf 6 versehen, der mit dem

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Bugfahrgestell 7 eines Flugzeugs 8 verriegelbar ist (Fig. 4). In an sich bekannter Weise ist der Kupplungskopf 6 mit dem entsprechenden Ende der Kupplungsstange, d.h. mit dem entsprechenden Ende des Abschnitts la durch Abscherbolzen 9 verbunden. Beispielsweise besitzt der den Kupplungskopf 6 tragende Abschnitt la zu diesem Zweck zwei parallele Platten 10 und 11, die in horizontaler Richtung verlaufen, wenn die Achse 2 ihrerseits horizontal ausgerichtet ist. Zwischen diese Platten 10 und 11 greift eine Platte 12 ein, die fest mit dem Kupplungskopf 6 verbunden ist. Die drei Platten 10, 11 und 12 sind mit zueinander ausgerichteten Bohrungen versehen, welche die Schäfte der Abscherbolzen 9 aufnehmen.

Natürlich können die Mittel zur Verbindung der Kupplungsstange mit dem Zugfahrzeug und rait dem gezogenen Fahrzeug in abweichender Weise ausgestaltet sein, ohne daß dadurch der Bereich der Erfindung verlassen wird. Gleiches gilt auch für die Form der Kupplungsstange, insbesondere wenn es sich darum handelt, andere Fahrzeuge als Flugzeuge zu bugsieren.

In an sich bekannter Weise umfaßt die gezeigte Kupplungsstange ein Fahrgestell, welches auf einer zur Achse 2 rechtwinklig verlaufenden horizontalen Achse 14 mit Rädern 13 versehen ist. Dieses Fahrgestell bietet die Möglichkeit, die Kupplungsstange leicht in ihrer Position zu verändern, und zwar allein oder in Verbindung mit dem Zugfahrzeug, wobei das Fahrgestell angehoben werden kann,sobald die

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Kupplungsstange mit dem Zugfahrzeug und dem gezogenen Fahrzeug verbunden ist, welche angehobene Position in strichpunktierten Linien in Fig. 1 und in vollen Linien in Fig. 4 dargestellt ist.

Im Bereich des Prüfkörpers 3 werden ständig Messungen der Zug- oder Druckspannungen einerseits und der Biegespannung andererseits durchgeführt, welche auf die Kupplungsstange während des Bugsierens des Flugzeuges mittels des Zugfahrzeuges übertragen werden. Die Zug- und Druckspannungen ergeben sich aus den Zug- oder Druckkräften, welche vom Zugfahrzeug und dem Flugzeug auf die Kupplungsstange, übertragen werden. Die Biegespannungen ergeben sich dadurch, daß der Kupplungskopf 6 mit dem Bugradfahrgestell 7 des Flugzeugs so angeordnet ist, daß die Kupplungsstange mit dem Bugradfahrgestell 7 zu einer Drehung um eine im wesentlichen vertikal liegende Achse 15 fest verbunden ist, um welche Achse 15 das Bugradfahrgestell unter der Kanzel des Flugzeugs vers chwenkbar ist.

Es ist zu bemerken, daß diese Messungen es nicht erforderlich machen, zwischen die beiden Abschnitte la und Ib einen Prüfkörper 3 der erwähnten Art einzufügen, und daß die Messungen gleichermaßen in einem geeignet ausgewählten Abschnitt einer Kupplungsstange ausgeführt werden können, die keinen solchen Prüfkörper besitzt, und beispielsweise auch bei einer Kupplungsstange, die aus einem Stück besteht und nicht aus zwei Abschnitten la und Ib, wie im Falle des gezeigten Beispiels.

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Trotzdem bietet die Durchführung der Messungen im Bereich eines Prüfkörpers 3, der so beschaffen ist, daß er die zu messenden Spannungen lokalisiert, die Möglichkeit einer größeren Sensibilität des Meßsystems, und daraus folgend eine größere Präzision der den Führern des ziehenden und des gezogenen Fahrzeugs zugänglichen Informationen.

Beim gezeigten Beispiel besitzt der Prüfkörper 3, der sehr viel näher am Kupplungsorgan zur Verbindung der Kupplungsstange mit dem Zugfahrzeug als am Kupplungsorgan zur Verbindung der Kupplungsstange mit dem gezogenen Fahrzeug angeordnet ist, einen ersten Abschnitt 16, der sich unter dem Einfluß von Zug- oder Druckkräfte verformen kann und an welchem die entsprechenden Spannungen gemessen werden, und einen Abschnitt 17, der sich unter dem Einfluß von Biegespannungen verformen kann und an welchem die darauf bezogenen Messungen durchgeführt werden.

Betrachtet man insbesondere die Fig. 3, so sieht man, daß die beiden Abschnitt 16 und 17 des Prüfkörpers 3 eine rohrförmige Gestalt aufweisen,, die um die Achse 2 zylindrisch ausgestaltet ist, wobei jedoch die Durchmesser der beiden Abschnitte und ihre Wandstärken unterschiedlich sind. Im Abschnitt 16 besitzt der Prüfkörper 3 einen äußeren Durchmesser, welcher dem der Abschnitt la und Ib der Kupplungsstange nahekommt, sowie einen Innendurchmesser, der sich nur wenig vom Außendurchmesser unterscheidet, so daß eine dünne rohrförmige Wand 18 entsteht, die daher auf Zug- und Druckkräfte ansprechen kann, die in Richtung der Achse 2 übertragen werden.

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Auf der zylindrischen Außenfläche der Wandung 18 sind im wesentlichen in ihrer Mitte bezogen auf die Achse 2, Dehnungsmeßstreifen 19b und 19c bekannter Art aufgeklebt, die sich in Positionen befinden, an welchen eine vertikale, die Achse 2 einschließende Ebene die Wand 18 schneidet, und zwar an der Oberseite bzw. der Unterseite des Prüfkörpers. Weitere Dehnungsmeßstreifen 19a und 19d sind auf der einen oder anderen Seite des Prüfkörpers 3 angebracht, wo dieser von einer zur vorerwähnten Ebene rechtwinklig verlaufenden, die Achse 2 einschließenden Ebene geschnitten wird«

Wie die Fig. 5 zeigt, sind diese Dehnungsmeßstreifen in eine Brückenschaltung einbezogen, wobei die Dehnungsmeßstreifen 19a und 19b miteinander verbunden und an die eine Klemme einer elektrischen Spannungsquelle mit konstanter Spannung U angeschlossen sind, während die Dehnungsmeßstreifen 19c und 19d ebenfalls gemeinsam mit der anderen Klemme dieser Spannungsquelle verbunden sind. Eine aus den Dehnungsmeßstreifen 19a und 19c gebildete Brücke ist mit einem der Eingänge eines Verstärkers A verbunden, dessen anderer Eingang mit einer Brücke verbunden ist, die durch die Dehnungsmeßstreifen 19b und 19d gebildet wird. Der Verstärker A verstärkt die an seinen Eingängen ankommenden, den Spannungsänderungen in den diesen Eingängen zugeordneten Dehnungsmeßstreifen entsprechenden Signale und überträgt diese verstärkten Signale an Anzeigegeräte, beispielsweise auf Zifferblätter, im Bereich einer Anzeige- und Alarmvorrichtung 20, welche am Führerstand des Zugfahrzeugs 5 angeordnet ist, und im Bereich einer ent-

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sprechenden Vorrichtung 21, die sich am Führerstand des gezogenen Fahrzeugs befindet, d.h„ in diesem Fall im Cockpit des Flugzeugs.

Vorzugsweise besitzt der Verstärker A beim Erreichen von Maximalwerten ansprechende Detektoren, welche in den Vorrichtungen 20 und 21 sichtbare und/oder hörbare Alarmsignale auslösen, wenn die Spannungen einen vorgegebenen Schwellwert überschreiten, welcher in Abhängigkeit von den zulässigen Belastungen des Zugfahrzeugs und des gezogenen Fahrzeugs einstellbar ist.

Der Abschnitt 17 des Prüfkörpers 3, welcher mit dem Abschnitt 16 durch eine als Rotationskörper um die Achse 2 ausgebildete, ringförmige Wand verbunden ist, besitzt einen Außendurchmesser, der geringer ist als der des Abschnitts 16, und beispielsweise die Hälfte dieses Außendurchmessers beträgt, sowie einen Innendurchmesser, der derart gewählt ist, daß die Wandstärke der rohrförmigen Wandung 23 des Prüfkörpers in diesem Abschnitt 17 größer ist als die Dicke der Wand 18.

Der Abschnitt 17, auf welchen so die Biegespannungen konzentriert werden, trägt auf seinem zylindrischen äußeren Umfang Dehnungsmeßstreifen 24a und 24c, die sich auf der gleichen Seite einer die Achse 2 enthaltenden Vertikalebene befinden, symmetrisch angeordnet in Bezug auf eine diese Ebene rechtwinklig schneidenden, ebenfalls die Achse 2 enthaltenden Ebene, und zwar an der Oberseite und der Unter-

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seite des Prüfkörpers. Symmetrisch zu den Dehnungsmeßstreifen 24a und 24c in Bezug auf die die Achse 2 enthaltende Vertikalebene sind zwei weitere, analoge Dehnungsmeßstreifen 24d bzw. 24b angeordnet.

Wie die Fig„ 5 zeigt, sind die Dehnungsmeßstreifen in einer Brückenschaltung vereinigt und die Dehnungsmeßstreifen 24a und 24b sind miteinander verbunden und an die eine Klemme einer elektrischen Spannungsquelle mit konstanter Spannung V angeschlossen, während die miteinander verbundenen Dehnungsmeßstreifen 24c und 24d mit der anderen Klemme der Spannung sque He verbunden sindo Ein für die Dehnungsmeßstreifen 24a und 24c gemeinsamer Ausgang ist mit einer Eingangsklemme des Verstärkers A verbunden, dessen anderer Eingang mit einem für die Dehnungsmeßstreifen 24b und 24d gemeinsamen Ausgang der Brückenschaltung verbunden ist. Der Verstärker A verarbeitet die Signale, welche er von der aus den Dehnungsmeßstreifen 24a, 24b, 24c und 24d gebildeten Brücke erhält in gleicher Weise, wie die von der aus den Dehnungsmeßstreifen 19a, 19b, 19c und 19d gebildeten Brücke erhaltenen Informationen, um die Veränderung der Biegespannung an den Vorrichtungen· 20 und 21 anzuzeigen und vorzugsweise an diesen Vorrichtungen ein Alarmsignal auszulösen, wenn die Biegespannung unzulässig ansteigt» Natürlich umfaßt der Verstärker A verschiedene Verarbeitungskreise, die unabhängig voneinander einstellbar sind, um die Zugspannung und die Biegespannung zu messen.

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Hinsichtlich ihrer praktischen Ausführungsform kann die Erfindung zahlreichen Abwandlungen unterworfen werden und der Fachmann kann unter den verschiedenen Meßverfahren zur Ermittlung der Zug- und Druckspannungen und der Biegespannungen wählen, oder gegebenenfalls zwischen der einen oder der anderen Spannungsart; er kann die am besten geeignete Verfahrensweise zur Verarbeitung der Meßergebnisse wählen, gegebenenfalls können die im Bereich der Vorrichtungen 20 und 21 an den Führerständen des ziehenden Fahrzeugs bzw. des gezogenen Fahrzeugs sichtbar gemachten Informationen beispielsweise im Bereich des Verstärkers A in andere Informationen umgesetzt werden als die Entwicklung der Spannungen in dem Abschnitt der Kupplungsstange, wo die Messungen durchgeführt werden, beispielsweise kann man im Falle einer zur Bugsierung eines Flugzeugs bestimmten Kupplungsstange eine direkte Anzeige im Cockpit des Flugzeugs und am Führerstand des ziehenden Fahrzeugs für das Drehmoment um die Achse 15 vorsehen, welche für das Bugradfahrwerk 7 den auf der Kupplungsstange gemessenen Biegespannungen entspricht.

Wenn die Vorrichtungen 20 und 21 Alarmvorrichtungen umfassen, können diese Alarmvorrichtungen derart geregelt werden, daß sie vor einem Bruch der Abscherbolzen 9 oder einer entsprechenden anderen Sicherheitseinrichtung in Tätigkeit treten, damit der Bruch dieser Bolzen bzw₀ Sicherheitseinrichtungen nur eine letzte Sicherheitsmaßnahme bleibt.

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Leerseite

Claims

Io Kupplungsstange, insbesondere zum Bugsieren von Flugzeugen, mit einer Stange, welche an jedem Ende mit Befestigungselementen zur Verbindung mit einem ziehenden bzw. einem gezogenen Fahrzeug versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß sie Mittel (3) zur ständigen Messung der wenigstens in einem Abschnitt der Stange (1) vorhandenen Belastungen und Mittel (20, 21) zur Anzeige der Meßergebnisse an den Führerständen des ziehenden (5) und des gezogenen (S) Fahrzeugs besitzt„

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iL INSPECTED

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2. Kupplungsstange nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel (3) zum ständigen Messen der Belastungen in wenigstens einem Abschnitt der Stange (1) Mittel (16, 17) zur ständigen Messung der Zugspannungen und/oder der Druckspannungen in diesem Abschnitt umfassen.
3„ Kupplungsstange nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnetj daß die Stange (1) einen Abschnitt (16) umfaßt, der durch Zug- und/oder Druckspannungen verformbar ist und daß die Mittel (19a, 19b, 19c, 19d) zur ständigen Messung der Zug- und/oder der Druckspannung in diesem Abschnitt (16) angeordnet sind.
4. Kupplungsstange nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß dieser durch Zug- und/oder Druckspannungen verformbare Abschnitt (16) ein hohler Abschnitt der Kupplungsstange (1) ist.
5. Kupplungsstange nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur ständigen Messung der Spannungen in wenigstens einem Abschnitt der Kupplungsstange (1) Mittel (17) zur ständigen Messung der Biegespannungen in diesem Abschnitt umfaßen.
6. Kupplungsstange nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplungsstange (1) eine unter dem Einfluß von Biegespannungen verformbaren Abschnitt (17) besitzt, und daß die Mittel (24a, 24b, 24c, 24d) zur Messung der Biegespannungen in diesem Abschnitt (17) angeordnet sind. _{0300ει/0731} "³"

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7. Kupplungsstange nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der unter dem Einfluß von Biegespannungen verformbare Abschnitt (17) aus einem hohlen Abschnitt der Kupplungsstange (1) besteht, dessen äußere Querschnittsabmessungen geringer sind als die der restlichen Kupplungsstange.
8. Kupplungsstange nach den Ansprüchen 4 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen Abschnitt besitzt, der durch einen rohrförmigen Prüfkörper (3) gebildet wird, der als Rotationskörper um die Hauptachse (2) der Zugstange ausgebildet ist, daß dieser Prüfkörper (3) einen Abschnitt

(16) mit größerem Durchmesser und geringerer Wandstärke aufweist, der einen auf Zug- und/oder Druckspannungen ansprechenden Abschnitt darstellt, und einen Abschnitt (17) mit geringerem Durchmesser und größerer Wandstärke, welcher einen auf Biegespannungen ansprechenden Abschnitt darstellt, und daß die Mittel (19a, 19b, 19c, 19d) zur ständigen Messung der Zug- und/oder Druckspannungen auf diesem Abschnitt (16) mit größerem Durchmesser und die Mittel (24a, 24b, 24c, 24d) zur ständigen Messung der Biegespannungen auf dem Abschnitt

(17) mit geringerem Durchmesser angeordnet sind.
9„ Kupplungsstange nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel (A) zur Auslösung eines Alarmsignals an den Führerständen des ziehenden und des gezogenen Fahrzeugs vorhanden sind, welche auslösbar sind, wenn die Spannungen eine vorgegebene, einstellbare Schwelle überschreiten,

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10. Kupplungsstange nach Anspruch 9, mit einer Sicherheitsvorrichtung, welche beim Überschreiten einer vorgegebenen Spannungsschwelle bricht, dadurch gekennzeichnet, daß die das Alarmsignal auslösende Spannungsschwelle niedriger liegt als die SpannungsschwelIe, welche einen Bruch der Sicherheitsvorrichtung verursacht.

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