DE69201645T2 - Bremskolben-justiermechanismus. - Google Patents

Description

• Die Erfindung betrifft allgemein eine Bremskolben-Einstellvorrichtung und insbesondere eine verbesserte Kombination aus Einstellbolzen, Rohrexpander und Mutter bzw. einen Einstellbolzen mit einer einzigen Aufweitmutter, womit die Probleme bekannter Einstellvorrichtungen beseitigt werden.
• Bekannte Einstellvorrichtungen für Flugzeugbremskolben bedienen sich eines Einstellbolzens mit einer rechtwinkligen Schulter, an die ein Rohrexpander angepreßt ist. U.S. Patent 4,751,985 zeigt eine bekannte Bauweise für eine Rohreinstellung, bei der die Stange bzw. der Bolzen 90 ein mit Gewinde versehenes Ende aufweist, auf dem ein Kugeloder Rohrexpander 92 von einer selbstsperrenden Mutter 93 gehalten ist, die auf das Ende des Bolzens 90 aufgeschraubt ist. Wie im einzelnen aus Fig. 1 der Anmeldung hervorgeht, besitzt der Bolzen 90 eine Schulter 91, an der der Rohrexpander 92 mit Hilfe der befestigten Mutter 93 anliegt. Der Abschnitt 95 kleineren Durchmessers des Bolzens 90 rührt davon her, daß der Bolzen dort unterschnitten ist, um den Übergang von der Schulter auf den mit Gewinde versehenen Durchmesser auszurunden. Wird die Mutter 93 festgezogen, so werden die von der Mutter 93 auf den Rohrexpander 92 ausgeübten Kräfte auf die Schulter 91 übertragen. Der verringerte Querschnitt bzw. der Abschnitt 95 mit kleinerem Durchmesser bei dieser Bauweise bildet einen hochbelasteten Bereich für den Bolzen 90. Da Gewicht und Einbauraum eine Grenze für den Außendurchmesser des Bolzens 90 darstellen, kann ein Bolzen mit größerem Durchmesser nicht immer verwendet werden, um Spannungsbrüche im Abschnitt 95 zu vermeiden. Die in Fig. 1 dargestellte Einstellvorrichtung hat eine kurze Kraftkupplung zwischen der Einstellmutter 93 und der Schulter 91 zur Folge, so daß ein sehr geringes Verdrehen der Mutter zu einer entsprechend großen Verringerung der Muttervorspannung führt. Dies kann entweder die Folge von durch die Bremse eingeleiteten Vibrationen sein, oder wenn die Mutter 93 verdreht wird, um eine Verriegelungsstellung der Mutter beim Einbau aufzufinden. Ein Verlust der Muttervorspannung kann eine Fehlfunktion der Einstellung zur Folge haben, da Querkräfte von der Schulter 91 auf das Gewindeende des Bolzens 90 übertragen werden, wodurch Biegekräfte im Abschnitt 95 verstärkt werden (möglicherweise begleitet von einer vergrößerten Schwingungserschiebung im losen Zustand), so daß dies zum Abbrechen des Bolzens führt. Ferner können höhere zyklische und axial wirkende Lastwechsel an der Schulter im Übergangsbereich zum Gewinde zu einem frühzeitigen Ausfall des Gewindes führen. Auch kann sich eine selbstsichernde Einstellmutter einfach lösen.
• Es ist sehr wünschenswert, eine verbesserte Bremsbolzen- Einstellvorrichtung zu schaffen, die die vorigen Probleme wirksam löst und doch einfach und leicht herstellbar baut. Es ist auch wünschenswert, daß die Einstellvorrichtung sehr zuverlässig und billig ist und möglichst wenige Teile aufweist. Erfindungsgemäß sind die vorgenannten Probleme mit einer Bremskolben-Einstellvorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
• Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung im einzelnen erläutert, wobei verschiedene Ausführungsformen dargestellt sind. Es zeigen:
• Fig. 1 einen Schnitt eines Abschnittes einer bekannten Bremskolben-Einstellvorrichtung;
• Fig. 2 einen Schnitt der erfindungsgemäßen Bremskolben-Einstellvorrichtung;
• Fig. 3 einen Schnitt mit Einzelheiten eines Abschnitts der in Fig. 2 dargestellten Bremskolben-Einstellvorrichtung und
• Fig. 4 sind Schnitte weiterer Ausführungsformen der Erbis 6 findung.
• In den Fig. 2 und 3 ist eine Bremskolbeneinrichtung für ein Flugzeug allgemein mit dem Bezugszeichen 10 bezeichnet und besitzt eine Kolbenhülse 50, in der ein Bremskolben 60 gleitet. Der Bremskolben 60 hat einen vergrößerten stirnseitigen F1ansch 69 zum Betätigen von Reibgliedern < nicht gezeigt) der Bremse, sowie einen inneren Hohlraum 66. Im Kolbenhohlraum 66 ist eine Bremskolben-Einstellvorrichtung 75 angeordnet, die ein Einstellrohr oder ein deformierbares Bauteil 80 aufweist, das über einen Ring 70 am Kolben 60 befestigt ist. Innerhalb des Rohres 80 ist ein Einstellbolzen 190 verankert, der am einen Ende neben der Mutter 193 mit einem Rohrexpander 192 versehen ist. Die Bolzen 190 ist mit einem einen kleineren Durchmesser aufweisenden Gewindeende 194 (Fig. 2) versehen, das auf den Abschnitt 195 kleineren Durchmessers und die abgeschrägte Schulter 191 hin verläuft, die am Ende des größeren Durchmessers 190a angebracht ist. Die Mutter 193 hat ein Innengewinde, mit dem sie auf das Gewindeende 194 aufgeschraubt ist und besitzt einen Abschnitt 197 mit größerem Durchmesser. Der Rohrexpander oder das verformende Bauteil 192 besitzt ein ringförmiges Glied mit mindestens einer inneren Abschrägung 198, die an der abgeschrägten Schulter 191 des Bolzens 190 anliegt. Das Gewindeende 194 ist mit durchgehenden Querbohrungen 199 versehen, von denen eine eine Sicherung aufnimrnt, nämlich einen Sicherungsdraht oder Splint 200. Die Bohrungen 199 liegen rechtwinklig zueinander. Die Mutter 193 ist eine Kronenmutter mit mehreren Bohrungen 196 am Umfang zum Durchstecken des Drahtes oder Splintes 200 und zum Sichern der Lage der Mutter 193 am Gewindeende 194. Außerdem können in Ergänzung oder an Stelle des Drahtes oder Splintes selbstsichernde Gewindegänge eingebaut sein.
• Infolge der Abschrägung 198 am Rohrexpander 192, die die abgeschrägte Schulter 191 des Bolzens 190 erfaßt, werden größere, quergerichtete Lastanteile, die vom Rohr 80 und dem Expander 192 herrühren, auf die abgeschrägte Schulter 191 übertragen. dies verkleinert Biegekräfte am Ende des Bolzens und insbesondere am Abschnitt 195 kleineren Durchmessers. Die abgeschrägte Schulter 191 schafft einen vergrößerten Querschnitt und größeres Trägheitsmoment an der Schulter 191 im Übergang zum Gewindeende 194, so daß sich ein unmittelbarer axialer Kräftefluß ergibt und auch der eingeschnittene Durchmesserabschnitt an dieser Stelle des Bolzens entfällt. Somit ergibt sich insgesamt eine Verringerung der Spitzenkräfte im Bolzen 190. Wird die Mutter 193 vedreht, um auf den Rohrexpander 192 eine Vorspannung auszuüben, so wird die auf die abgeschrägte Schulter 191 wirkende Vorspannungskraft wirksam über die Abschrägung 198 des Rohrexpanders 192 zentriert. Da eine Kronenmutter 193 Verwendung findet, ergibt sich eine Verbesserung hinsichtlich des Aufrechterhaltens der Vorspannung, die vom Aufschrauben der Mutter 193 auf das Gewindeende herrührt. Da dies ein Resultat der vergrößerten Elastizität der Verbindungsmittel ist, die aus der Mutter 193, dem Gewindeende 194, dem Rohrexpander 192 und dem Bolzen 190 besteht, kann diese Vorspannungskraft durch die tangentiale Beanspruchung bzw. die Umschließungskräfte beibehalten werden, die im Rohrexpander 192 und der abgeschräften Schulter 191 des Bolzens auftreten. Die elastische Verformung beim Eingriff der abgeschrägten Schulter 191 an der Abschrägung 198 einer bestimmten Mutter 193 infolge der Vorspannung hängt vom Abschrägungswinkel relativ zur axialen Mittellinie des Bolzens 190 ab. Eine dauernde Deformierung kann dadurch bewirkt werden. daß der Winkel zwischen der abgeschrägten Schulter 191 und der Abschrägung 198 des Expanders 192 vergrößert wird. Zusätzlich kann man bei der verwendeten Kronenmutter 193 einen Sicherungsdraht oder Splint 200 benutzen, um die Mutter 193 zu sichern und so die Muttervorspannung aufrechtzuerhalten.
• Die Fig. 4 bis 6 zeigen weitere Ausführungsformen, bei denen tangentiale Kräfte und Biegekräfte im Expanderteil der Einstellung mittels einer eingebauten Vorspannung hervorgerufen werden, und der Rohrexpander und die Mutter sind in einer einzigen Anordnung vereint. Der Bolzen 190 ist in dem Einstellrohr 80 angeordnet und besitzt ein Gewindeende 194, einen Abschnitt 195 kleineren Durchmessers und eine abgeschrägte Schulter 191. Die selbstsichernde Expandermutter 293 weist einen vergrößerten, radialen Endteil 294 auf, das allgemein wie ein umgekehrtes C gebildet ist, dessen Öffnung zum Gewindeende 194 hin gerichtet ist. Ein radiales Innenende 295 der Mutter 293 ist mit einer Abschrägung 298 am inneren Durchmesser versehen, welche an der abgeschrägten Schulter 191 des Bolzens 190 anliegt. Wenn die Mutter 293 auf das Gewindeende 194 aufgeschraubt wird, wandert das radial vergrößerte Endteil 294 nach außen und gegen das Expanderrohr 80 im Zusammenwirken der abgeschrägten Schulter 191 mit der Abschrägung 298. Die Abschrägung 291 hat einen leicht unterschiedlichen Winkel (vor der Deformierung) im Vergleich zum Winkel der abgeschrägten Schulter 191 gegenüber der Mittellinie des Bolzens 190. Die Mutter wird selbst gesichert und damit die Vorspannung der Mutter am Bolzen 190 aufrechterhalten.
• Fig. 5 zeigt eine weitere Ausführungsform der verbesserten Bremseinstellvorrichtung gemäß der Erfindung. Der Bolzen 190 besitzt ein Gewindeende 194 mit zwei Queröffnungen 199, von denen eine vollständig im Querschnitt dargestellt ist. Eine Kronenmutter 393 besitzt mehrere Bohrungen 396 zum Durchstecken eines Sicherungsdrahtes oder Splintes 200. Die Mutter 393 besitzt einen Expanderteil 394 mit einer Abschrägung 398 am inneren Durchmesser, die an der abgeschrägten Schulter 191 des Bolzens 190 anliegt. Wird die Kronenmutter 393 auf das Gewindeende 194 aufgeschraubt, so erf alt die Abschrägung 398 die abgeschrägte Schulter 191 und def ormiert sich in ähnlicher Weise wie der Expander 192. Alternativ zeigt die Fig. 6 eine Mutter 493 mit einem Ende 494 und einer Abschrägung 498 in Anlage an einer Schulter 191 des Bolzens. Das Gewindeende 194 und die Mutter 493 besitzen selbstsichernde Gewindegänge, so dar die Mutter 493 am Bolzen 190 in ihrer Lage gehalten ist, ohne dar ein Sicherungsdraht oder Splint gebraucht wird.
• Beim Testen der verbesserten Bremseinstellvorrichtung gemäß der Erfindung hat sich deren Wirksamkeit erwiesen. Nähert sich der Winkel der Abschrägungen und/oder Schultern der Einrichtung nach Fig. 3 einem Wert von eta 35% gegenüber der Mittellinie des Einstellbolzens, so hat sich herausgestellt, daß das Maß der Verdrehung der Mutter zum Herbeiführen einer Veränderung in der Vorspannung bzw. des Drehmomentes am Bolzen wesentlich größer ist, so dar jede Drehung der Mutter gegenüber dem Bolzen ein entsprechend kleineres Mab für die Änderung der Muttervorspannung am Rohrexpander bewirkt. Das Testen mit axialen Lastspielen hat gezeigt, dar die Einstellvorrichtung nach Fig. 3 hinsichtlich axialer Ermüdung mindestens so widerstandsfähig ist wie bekannte Einstellvorrichtungen. Ferner hat ein Vibrationstest gezeigt, dar sich erhebliche Verbesserungen einstellen, wobei Abschrägungen und/oder Schulterwinkel von 30º keinerlei Ausfall der Einstellvorrichtung über eine Zeitdauer brachten, die mehr als dreimal so lang war wie die, die zum Ausfall bekannter Einstellvorrichtungen führte. Insgesamt erweist sich die erfindungsgemäße Einstellvorrichtung als erhebliche Verbesserung mit höherer Zuverlässigkeit.

Claims (4)

1. Bremskolben-Einstellvorrichtung, bestehend aus einem deformierbaren Bauteil (80), das innerhalb eines Kolbens (60) angeordnet und mit diesem verbunden ist, einem verformenden Bauteil (190,190A,191,192, 193,194,195,197, 198,199,200), das innerhalb des deformierbaren Bauteils vorgesehen ist und dieses erfaßt, wobei das verformende Bauteil einen Bolzen (90) mit einem Gewindeende (194) aufweist, ein Expander-Bauteil (192) an einem Abschnitt mit kleinerem Durchmesser (195) des Bolzens (90) neben dem Gewindeende (194) angeordnet ist, eine Mutter (193) auf das Gewindeende (194) aufgeschraubt ist und an dem Expanderbauteil (192) anliegt, gekennzeichnet durch eine abgeschrägte Bolzenschulter (191) zwischen dem Außendurchmesser des Bolzens (190A) und dem kleineren Außendurchmesser (195) und axial vom Gewindeende (194) beabstandet, und durch mindestens eine innere Abschrägung (198) am Expanderbauteil (192), die an der abgeschrägten Bolzenschulter (191) anliegt, wobei das Expanderbauteil (192) axial zwischen der Mutter (193) und der abgeschrägten Bolzenschulter (191) derart gehalten ist, dar von der Mutter (193) auf das Expanderbauteil (192) ausgeübte Kräfte auf die abgeschrägte Bolzenschulter (191) übertragen werden und in dem Expanderbauteil (192) eine Tangentialbeanspruchung hervorrufen.

2. Bremskolben-Einstellvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mutter (193) eine Kronenmutter (193) ist.

3. Bremskolben-Einstellvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewindeende (194) eine querliegende Durchgangsbohrung (199) aufweist, und Sicherungsmittel (200) die Kronenmutter (193) und die Querbohrung (199) durchgreifen.

4. Bremskolben-Einstellvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Mutter (193) ein Ende (197) mit größerem Durchmesser aufweist, das eine radiale Fläche besitzt, die an dem Expanderbauteil (192) anliegt.