DE2816908A1

DE2816908A1 - Achsbolzenverbindung

Info

Publication number: DE2816908A1
Application number: DE19782816908
Authority: DE
Inventors: Karlheinz Mautz; Erhard Dipl Ing Rumpler; Alois Dipl Ing Schwarz
Original assignee: Messerschmitt Bolkow Blohm AG
Current assignee: Airbus Defence and Space GmbH
Priority date: 1978-04-19
Filing date: 1978-04-19
Publication date: 1979-10-31
Also published as: GB2019483A; FR2423671A1; GB2019483B; IT1111593B; IT7921753A0; DE2816908C2

Description

MESSERSCHMITT-BÖLKOW-BLOHM - 4 - Ottobrunn, 7. April" T97& ° ^ ®

GESELLSCHAFT BT O 1 Im

MIT BESCHRÄNKTER HAI¹TUNG

MlMCHM 8315

Achsbolzenverbindung

Die Erfindung bezieht sich auf eine Achsbolzenverbindung für einen an zwei koaxial mit Abstand zueinander angeordneten Lagerbuchsen abgestützten, auswechselbaren Achsbolzen, der von der einen Lagerbuchse aus in entsprechende Paßbohrungen der Lagerbuchse einsteckbar und an diesen mit Hilfe einer formschlüssig gegen Drehung gesicherten Schraubverbindung axial unverschiebbar befestigt ist.

Es sind Achsbolzenverbindungen dieser Art bekannt, bei denen der Achsbolzen ein Durchsteckbolzen ist, der von der einen Lagerbuchse aus axial in die Paßbohrungen eingeschoben und an seinem über die andere Lagerbuchse vorstehenden , freien ' Gewindeabschnitt durch eine Kronenmutter gesichert wird. Bei einem Ausfall, z.B. einem Bruch des Achsbolzens können jedoch solche Achsbolzenverbindungen die auftretenden Kräfte nicht mehr übertragen und der Achsbolzen muß ausgewechselt werden. Dies ist zeitraubend und umständlich und erfordert eine überhöhte Sorgfalt, da die Verbindung in mehrere Einzelteile zerlegt werden muß und z.B. bei Verwendung in einem Hubschrauber-Steuergestänge die Gefahr besteht, daß die Losteile oder die zum Auswechseln des Achsbolzens benötigten Werkzeuge versehentlich in das unterhalb des Steuergestänges liegende,

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nach oben geöffnete Rotorgetriebe fallen, was eine Demontage des gesamten Getriebes notwendig macht, um den Fremdkörper wieder zu entfernen. Ein weiterer, vor allem bei beengten Einbauverhältnissen gravierender Nachteil liegt darin, daß beide Lagerbuchsen - einerseits zum Losschrauben der Kronenmutter und andererseits zum Ausbau des Durchsteckbolzens - von außen frei zugänglich sein müssen.

Ferner ist es bei Achsbolzenverbindungen bekannt, den Achsbolzen über einen Gewindeabschnitt unmittelbar mit einer der

-|O Lagerbuchsen zu verschrauben und an dieser durch eine formschlüssige, lösbare Sicherungseinrichtung drehfest zu verriegeln, Auch eine solche Achsbolzenverbindung wird jedoch bei einem Ausfall des Achsbolzens ebenfalls wieder funktionsunfähig und muß zum Auswechseln des Achsbolzens in mehrere Losteile zer-

•j 5 legt werden. Nachteilig ist aber vor allem, daß der Achsbolzen beim Yerschrauben in den Paßbohrungen der Lagerbuchsen gedreht werden muß.

Demgegenüber ist es Aufgabe der Erfindung , eine Achsbolzenverbindung der beanspruchten Art so zu verbessern, daß sich der Achsbolzen in einfacher und sicherer Weise ein- und ausbauen läßt, ohne daß er in den Paßbohrungen der Lagerbuchsen gedreht werden muß.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist die Achsbolzenverbindung der eingangs erwähnten Art erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß zur Befestigung des Achsbolzens ein in einer zentralen Längsbohrung des Achsbolzens drehbar angeordneter, von der einen Lagerbuchse aus. einsetzbarer und über einen Crewindeabschnitt mit einer der Lagerbuchsen verschraubbarer Sicherungsbolzen und eine zwischen diesem und der einen Lagerbuchse formschlüssig wirksame, lösbare Sicherungseinrichtung zur drehfesten Verriegelung des Sicherungsbolzens vorgesehen sind.

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Bei der erfindungsgemäßen Achsbolzenverbindung wird infolge der speziellen, .mittelbaren Befestigung des Achsbolzens über den mit den Lagerbuchsen verschraubten und an diesen formschlüssig gesicherten Sicherungsbolzen erreicht, daß die gesamte Achsbolzenanordnung einschließlich des Sicherungsbolzens und der Sicherungseinrichtung von einer Seite der Lagerbuchsen aus ein- bzw. ausgebaut werden kann, ohne daß dabei der Achsbolzen in den Paßbohrungen der Lagerbuchsen gedreht werden muß, mit dem besonderen Effekt, daß sich durch den Sicherungsbolzen zugleich auf äußerst einfache Weise eine Pail-Safe-Konstruktion erzielen läßt, wenn dieser gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung durchgehend von der einen in die andere Lagerbuchse verläuft und einen zweiten, bei einem Ausfall des Achsbolzens selbsttätig tragfesten Lastpfad bildet. In diesem Fall empfiehlt es sich, daß der Sicherungsbolzen im wesentlichen die gleiche Lastfestigkeit wie der Achsbolzen, jedoch eine geringere Steifigkeit als dieser aufweist.

In besonders zweckmäßiger Weise ist der Achsbolzen im Bereich des einen Bolzenendes zwischen einem dem Gewindeabschnitt benachbarten Bund des Sicherungsbolzens und einer entsprechenden Radialwand der mit dem Sicherungsbolzen verschraubten Lagerbuchse axial unverschiebbar festgespannt, wodurch sichergestellt wird, daß die aus der^ELnspannung resultierenden Kräfte nur im Bereich der Endabschnitte des Achsbolzens bzw. des Sicherungsbolzens wirksam sind und die übrigen, unter äußerer Belastung beanspruchten Bolzenabschnitte von den Einspannkräften nicht beaufschlagt werden.

Zwar ist es möglich, den Sicherungsbolzen mit der gleichen Lagerbuchse zu verschrauben, über die auch der Ein- und Ausbau der Bolzenanordnung erfolgt, jedoch muß dann der G-ewindeabschnitt des Sicherungsbolzens einen größeren Durchmesser als der Achsbolzen haben. Im Hinblick auf eine platzsparende Bau-

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weise ist daher zweckmäßigerweise der G-ewindeabschnitt des Sicherungsbolzens an dem in die andere Lagerbuchse reichenden, freien Endabschnitt des Sicherungsbolzens ausgebildet und weist einen kleineren Durchmesser als der Aehsbolzen auf.

In besonders bevorzugter Weise ist als formschlüssige Sicherungseinrichtung eine auf dem Sicherungsbolzen drehfest und verschieblich angeordnete, aus der mit der einen Lagerbuchse formschlüssig zusammenwirkenden Sicherungslage entgegen der Kraft einer Feder axial in die Preigabestellung zurückschiebbare Sicherungsmuffe vorgesehen. Dies garantiert eine selbsttätig wirksame Verriegelung des Sicherungsbolzens an der einen Lagerbuchse und gestattet gleichzeitig ein müheloses Sichern bzw. Entsichern und Los- und Festschrauben der Bolzenanordnung in Einhandbedienung und ohne Zuhilfenahme von Werkzeugen, mit dem besonderen Vorteil, daß diese Sicherungseinrichtung keinerlei Losteile besitzt, die beim Auswechseln des Achsbolzens verlorengehen können. Um den Platzbedarf der Sicherungseinrichtung klein zu halten und die manuelle Betätigung weiter zu erleichtern, ist in diesem Pail die Sicherungsmuffe zweekmäßigerweise als den Sicherungsbolzen an seinem über die eine Lagerbuchse vorstehenden Endabschnitt teleskopartig umschließendes, von Hand verdreh- und zurückschiebbares G-riffelement ausgebildet, und um in baulich einfacher Weise für den Sicherungsbolzen eine Vielzahl von gesicherten Einstell._.positionen je Umdrehung zu erreichen, sind als Verriegelungselemente vorzugsweise einander zugekehrte, in der Sicherungslage ineinander greifende Verzahnungen an der Sicherungsmuffe und der einen Lagerbuchse angeordnet .

Ein besonders einfaches, problemloses Auswechseln des Achsbolzens wird vorzugsweise dadurch erreicht, daß der Achsbolzen, der Sicherungsbolzen und die an diesem angeordnete Sicherungseinrichtung eine beim Ein- und Ausbau des Achsbolzens nicht zerlegte, integrale Baueinheit bilden, so daß der gesamte_/

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aus den beiden Bolzen, der Sicherungsmuffe und der zwischen dieser und dem Sicherungsbolzen wirksamen Feder bestehende Teilzusammenbau bei einer Erneuerung des Achsbolzens unzerlegt ausgetauscht werden kann« Zur Sicherung der Schraubverbindung zusätzlich zu der formschlüssigen Verriegelung des Sicherungsbolzens kann es sich schließlich empfehlen, an der mit dem Sicherungsbolzen verschraubten Lagerbuchse einen mit dem Gewindeabschnitt des Sicherungsbolzens reibschlüssig zusammenwirkenden Sicherungsring zu befestigen.

Die Erfindung wird nunmehr anhand eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der Zeichnung näher beschrieben, die eine Achsbolzenverbindung nach der Erfindung - teilweise im Schnitt darstellt.

Die gezeigte Achsbolzenverbindung 2 liegt im Zuge eines Steuergestänges z.B. eines Hubschraubers zwischen der Anschlußgabel 4 der einen und dem Anschlußkopf 6 der anderen Steuerstange und enthält als Hauptbestandteile zwei fest mit der Anschlußgabel 4 verbundene, z.B. verpreßte Lagerbuchsen 8, 10 mit koaxial zueinander ausgerichteten Paßbohrungen 12 bzw. 14, einen in diesen sitzenden Achsbolzen 16, an dem der Anschlußkopf 6 über ein teilkugelförmiges Zwischenstück 18 allseitig begrenzt schwenkbar gelagert ist, sowie einen eine zentrale Längsbohrung 20 des Achsbolzens 16 durchgreifenden Sicherungsbolzen 22, der an seinem über die eine Lagerbuchse 8 vorstehenden, freien Endabschnitt 24 eine Sicherungsmuffe 26 trägt, die an den"· Endabschnitt 24 bzw. einem an diesem befestigten, z.B. vernieteten Stützring 28 axial verschieblich geführt, mit dem Sicherungsbolzen 22 jedoch über Abflachungen 30 drehfest verbunden ist und durch eine in einer ringförmigen Aussparung 32 der Sicherungsmuffe 26 zv/ischen dieser und dem Stützring 28 wirksame Druckfeder 34 in Richtung der einen Lagerbuchse 8 vorgespannt wird.

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An seinem der Sieherungsmuffe 26' gegenüberliegenden, in die andere Lagerbuchse 10 reichenden Ende ist der Sicherungsbolzen 22 über einen Gewindeabschnitt 36 mit einer zur Paßbohrung H koaxialen, gegenüber dieser jedoch verengten Gewindebohrung 38 der anderen Lagerbuchse 10 verschraubt„ Zur reibschlüssigen Sicherung dieser Schraubverbindung dient ein im Bereich der Gewindebohrung 38 angeordneter Kunststoff- z.B. Polyamidring

Mit dem Achsbolzen 16 wirkt der Sicherungsbolzen 22 über einen Bund 42 zusammen, der an dem mit dem Gewindeabschnitt .36 versehenen Ende des Sicherungsbolzens 22 ausgebildet ist und in einem erweiterten Endabschnitt 44 der Längsbohrung 20 des Achsbolzens 16 sitzt. Beim Festschrauben des■Sicherungsbolzens trifft der Bund 42 auf einen im erweiterten Bohrungsabschnitt 44 des Achsbolzens 16 befestigten Anschlag in Form eines Sperrrings 46, wodurch der Achsbolzen 16 unter Anlage des Bolzenendes 48 an einer zwischen der Paßbohrung 14 und der Gewindebohrung verlaufenden Radialwand 50 axial unverschiebbar an der anderen Lagerbuchse 10 festgespannt wird. Die Einspannkräfte sind somit nur im Bereich der zweiten Lagerbuchse 10 und an den Endabschnitten des Achsbolzens 16 bzw„ des Sicherungsbolzens 22 wirksam, während die Bolzen 16, 22 über den größeren Teil ihrer Länge \uid vor allem auch in den zwischen den Lagerbuchsen 8, 10 verlaufenden Bereichen von den Einspannkräften nicht belastet werden. Da sich der Sicherungsbolzen 22 in der Längsbohrung-20 des Achsbolzens 16 relativ zu diesem drehen kann, muß der Achsbolzen 16 beim Yerschrauben des Sicherungsbolzens 22 mit der Gewindebohrung 38 nicht in den Paßbohrungen 12, 14 gedreht werden.

Zusätzlich zur axial unverschiebbaren Befestigung des Achsbolzens 16 an den Lagerbuchsen 8, 10 bewirkt der Sicherungsbolzen 22 auch eine Fail-Safe-Bauweise. Zu diesem Zweck hat der Sicherungsbolzen 22 etwa die gleiche Lastfestigkeit wie der Achsbolzen 16 und bildet bei einem Ausfall, z. B. einem

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Bruch des Achsbolzens 16 einen aweiten Lastpfad zwischen der Anschlußgabel 4 und dein Anschlußkopf 6. Damit der Sicherungsbolzen 22 erst bei einem Ausfall des Achsbolzens 16 wirksam wird, hat er eine geringere Steifigkeit als dieser und/oder ist im mittleren Teil der Längsbohrung 20 von verringertem Durchmesser, so daß dort ein enger, in der Zeichnung stark übertrieben dargestellter Ringspalt 52 zwischen der Längsbohrung und dem Sicherungsbolzen 22 vorhanden ist.

Zur formschlüssigen, drehfesten Verriegelung des Sicherungsbolzens 22 ist die Sicherungsmuffe 26 an ihrem der einen Lagerbuchse 8 zugekehrten Ende mit einer Reihe von axial gerichteten Rechteckzähnen 54 versehen, die in der Sicherungslage in einen entsprechenden Zahnkranz 56 der Lagerbuchse 8 eingreifen. Zur Demontage wird die Sicherungsmuffe 26 entgegen der Kraft der c Druckfeder 34 von Hand auf dem Endabschnitt 24 des Sicherungsbolzens 22 axial zurückgeschoben, bis die Zähne 54 von dem Zahnkranz 56 freikommen, woraufhin die Verschraubung 36, 38 durch manuelles Verdrehen der Sicherungsmuffe 26 gelöst wird. Nunmehr läßt sich die gesamte, aus Achsbolzen 16, Sicherungsbolzen 22, Sicherungsmuffe 26, Stützring 28 und Druckfeder 34 bestehende Baugruppe unzerlegt über die Lagerbuchse 8" = im Sinne der Zeichnung nach rechts herausziehen. Im ausgebauten Zustand dieser Baugruppe kann dann etwa der Achsbolzen 16 oder der Sicherungsbolzen 22 nach der Demontage des Stützrings 28 und des Sprengrings 46 ausgewechselt werden. Zur leichteren manuellen Betätigung ist die Sicherungsmuffe 26 an ihrem Außenumfang wulstförmig verdickt und geriffelt.

Der Einbau erfolgt in umgekehrter Weise, indem die gesamte Baugruppe 16, 22, 26, 28, 34 von der einen Lagerbuchse 8 aus eingeschoben und durch Drehung der Sicherungsmuffe 26 der Gewindeabschnitt 36 in der Gewindebohrung 38 festgeschraubt wird, bis der Bund 42 auf den Sprengring 46 auftrifft und den Achsbolzen 16 mit seinem vorderen Ende 48 an der Radialwand 50 der

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Lagerbuchse 10 zur Anlage bringt. Nach dem loslassen der Sicherungsmuffe 26 kommen die Zähne 54 mit den Zähnen 56 in Eingriff, und der Sicherungsbolzen 22 ist formschlüssig gegen ein losdrehen der Schraubverbindung 36, 38 gesichert. Wenn die Zähne.54 nicht fluchtend zu den Zähnen 56 ausgerichtet sind und daher die Sicherungsmuffe 26 nach dem loslassen unter d,er Federwirkung nicht selbsttätig in die Sicherungslage zurückkehrt, so läßt sich dieser Zustand einer nicht-ordnungsgemäßen Verriegelung durch einfache Sichtkontrolle feststellen. In diesem Pail braucht der Bedienungsmann die Sicherungsmuffe 26 und somit den Sicherungsbolzen 22 jedoch nur langsam weiterzudrehen, bis die nächstliegende gesicherte Einstellposition erreicht ist und die Sicherungsmuffe 26 unter der Federwirkung selbsttätig in die Sicherungslage gebracht wird. Selbst wenn er dies unterläßt, kann sich der Sicherungsbolzen 22 während des- Betriebs keinesfalls weiter als bis zur nächstliegenden gesicherten Einstellposition verdrehen, da dann die Sicherungsmuffe 26 durch die Feder 34 formschlüssig mit der einen lagerbuchse 8 verriegelt wird. Durch eine entsprechend große Anzahl von gleichförmig in Umfangsrichtung verteilten Zähnen 54, 56 kann der Drehwinkel zwischen benachbarten gesicherten Einstellpositionen des Sicherungsbolzens 22 sehr klein gehalten werden.

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Leerseite

Claims

Pat entansprüche

ο Achsbolzenverbindung für einen an zwei koaxial mit Abstand zueinander angeordneten Lagerbuchsen abgestützten, auswechselbaren Achsbolzen, der von der einen Lagerbuchse aus in entsprechende Paßbohrungen der Lagerbuchsen einsteckbar und an diesen mit Hilfe einer formschlüssig gegen Drehung gesicherten Schraubverbindung axial unverschiebbar befestigt ist, dadurch gekennzeichnet , daß zur Befestigung des Achsbolzens (16) ein in einer zentralen Längsbohrung (20) des Achsbolzens drehbar angeordneter, von der einen Lagerbuchse (8) aus einsetzbarer und über einen Gewinde ab schnitt (36) mit einer der Lagerbuchsen (10) verschraubbarer Sicherungsbolzen und eine zwischen diesem und der einen Lagerbuchse (8) formschlüssig wirksame, lösbare Sicherungseinrichtung (26, 34, 54) zur drehfesten Verriegelung des Sicherungsbolzens (22) vorgesehen sind.
2. Achsbolzenverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sicherungsbolzen (22) durchgehend von der einen (8) in die andere (10) Lagerbuchse verläuft und einen zweiten, bei einem Ausfall des Achsbolzens (16) selbständig tragfesten Lastpfad bildet.
3. Achsbolzenverbindung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Sicherungsbolzen (22) im wesentlichen die gleiche Lastfestigkeit wie der Achsbolzen (16), jedoch eine geringere Steifigkeit als dieser aufweist«

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ORIGINAL INSPECTED

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4· Achsbolzenverbindung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Achsbolzen (16) im Bereich des einen Bolzenendes (48) zv/ischen einem dem Gewindeabschnitt (36) benachbarten Bund (42) des Sicherungsbolzens (22) und einer entsprechenden Radialwand (50) der mit dem Sicherungsbolzen verschraubten Lagerbuchse (10) axial unverschiebbar arretiert ist.
5. Achsbolzenverbindung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Gewindeabschnitt (36) des Sicherungsbolzens (22) einen kleineren Durchmesser als der Achsbolzen (16) aufweist und an dem in die andere Lagerbuchse (10) reichenden freien Endabschnitt des Sicherungsbolzens ausgebildet ist.
6. Achsbolzenverbindung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als formschlüssige Sicherungseinrichtung (26, 34, 54) eine auf dem Sicherungsbolzen (22) drehfest und verschieblich angeordnete, aus der mit der einen Lagerbuchse (8) formschlüssig zusammenwirkenden Sicherungslage entgegen der Kraft einer Feder (34) axial in die Freigäbest ellung zurückschiebbare Sicherungsmuffe (26) vorgesehen ist.
7. Achsbolzenverbindung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Sicherungsmuffe (26) als den Sicherungsbolzen (22) an s.einem übet die eine Lagerbuchse (8) vorstehenden Endabschnitt (24) teleskopartig umschließendes, von Hand verdreh- und zurückschiebbares Griffelement ausgebildet ist.
8. Achsbolzenverbindung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß/verriegelungselemente einander zugekehrte, in der SieherungsLage ineinander greifende Verzahnungen (54, 56) an der Sieherungsmuffe (26) und der einen Lagerbuchse (8) angeordnet sind.

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9. Achsbolzenverbindung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß der Achsbolzen (16), der Sicherungsbolzen (22) und die an diesem angeordnete Sicherungseinrichtung (26 ,34, 54) eine beim Ein- und Ausbau des Achsbolzens nicht zerlegte, integrale Baueinheit bilden.
10. Achsbolzenverbindung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, g eke nnzeichnet durch einen an der mit dem Sicherungsbolzen (22) verschraubten Lagerbuchse (10) befestigten, mit dem Gewindeabschnitt (36) reibschlüssig zusammenwirkenden Sicherungsring (40) zur zusätzlichen Sicherung der Schraubverbindung (36, 38).

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