DE2910193A1 - Stroemungsmitteldruckbetaetigungsvorrichtung - Google Patents

Description

Strömungsmitteldruckbetätigungsvorrichtung

Dia vorliegende Erfindung betrifft eine Strömungsmittelbetätigungsvorrichtung, die insbesondere für Mehrscheibenbremsen von Flugzeugen geeignet ist.

Es ist allgemeine Praxis, die Radbremsen von Flugzeugen mit Betätigungsvorrichtungen zu versehen, die einen Einstellmechanismus aufweisen, der zum Ausgleich des Verschleißes der Reibbeläge dient. Derartige Einstellmechanismen umfassen eine Vielzahl von Nachstellvorrichtungen, die zwischen einer entsprechenden Vielzahl von Betätigungskolben verstreut sind, welche an einer Druckplatte befestigt sind, über die ein Stapel von Reibscheiben mit einer Bremskraft beaufschlagt wird. Bedauerlicherweise kann sich nach wiederholten Bremsvorgängen die Druckplatte infolge von ungleichen Bremskräften, mit denen sie durch die einzelnen Bremsen beaufschlagt wird, verdrehen. Um die Möglichkeit des Verdrehens der Druckplatten oder eines ungleichmäßigen Verschleißes zu reduzieren, ordnete man eine Nachstellvorrichtung in einer einzelnen Betätigungsvorrichtung an, wodurch die auf die Druckplatte einwirkenden Kräfte ira wesentlichen koaxial wurden (US-PS 3 958 6?0), Es wurde jedoch festgestellt, daß sich die Übertragung von Wärmeenergie von den Reibscheiben über die Druckplatte nachteilig auf die einzelnen

ÖQ9841/OSSS

Bestandteile der Nachstellvorrichtung und des Kolbens der Betätigungsvorrichtung bei entsprechender Verwendungszeit bemerkbar macht.

Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine Strömungsmitteldruckbetätigungsvorrichtung zu schaffen, die eine automatische Bremseinstellvorrichtung umfaßt, welche einen Luftspalt zwischen der Druckplatte und jedem Betätigungskolben aufrechterhält und dadurch eine Barriere herstellt, durch die die Übertragung von thermischer Energie, die in der Reibscheibe erzeugt wird, verhindert wird.

Dieses Ziel wird durch eine Strömungsmitteldruckbetätigungsvorrichtung erreicht, die in einer Mehrscheibenbremse für ein Flugzeug eines Typs, der eine Vielzahl von zwischen einer Druckplatte und einer Stützplatte angeordneten Reibscheiben umfaßt, verwendet werden kann und die ein Gehäuse mit einer darin befindlichen Bohrung aufweist, die eine Kammer bildet, welche mit einer Quelle eines unter Druck stehenden Strömungsmittels in Verbindung treten kann, einen in Axialrichtung innerhalb der Bohrung gleitfähigen Kolben, einen am Gehäuse befestigten Stift, der sich durch den Kolben in die Bohrung erstreckt, ein erstes innerhalb der Bohrung angeordnetes Rohrelement, eine konzentrisch zu dem ersten Rohrelement angeordnete Feder, Halteeinrichtungen, um die Feder in dem ersten Rohrelement einzuschließen, ein zweites Rohrelement, das konzentrisch zu dem ersten Rohrelement auf dem Stift angeordnet ist, und knopfförmige Einrichtungen, die am Stift befestigt sind und das zweite Rohrelement gegen die Halteeinrichtungen halten und dadurch das erste

909841/0552

Rohrelement in der Nähe des Kolbens positionieren sowie einen Luftspalt zwischen der [Druckplatte und dem ersten Rohrelement herstellen, wobei dieser Luftspalt eine Barriere bildet, um die Wärmeübertragung zwischen der Druckplatte und dem ersten Rohrelement zu verringern, wobei der Kolben auf einen Druck des Strömungsmittel in der Kammer

Kraft der anspricht, der dem Betriebsbremssignal entspricht, indem er die^Feder überwindet und das erste Rohrelement anfangs durch den Luftspalt und in Eingriff mit dBr Druckplatte bewegt und danach die Druckplatte in Richtung auf die Stützplatte bewegt, um die Vielzahl von Reibscheiben zusammenzupressen und dadurch einen Bremsvorgang zu bewirken, wobei sich der Kolben mit den Halteeinrichtungen in Eingriff befindet, wann immer die Bewegung des ersten Rohrelementes in Richtung auf die Stützplatte eine vorgegebene Strecke erreicht, wobei eine weitere Bewegung des Kolbens mittels des Strömungsmitteldruckes eine Verformung des zweiten Rohrelementes und Bine Bewegung desselben relativ zu den knopf-Mhnlichen Einrichtungen verursacht, wobei das zweite Rohrelement nach Beendigung des Betriebsbremssignals relativ zu den knopfähnlichen Einrichtungen stationär verbleibt, um zu ermöglichen, daß die Feder den Kolben in Richtung auf die Kammer zurückführt und nach jeder Bremsbetätigung im wesentlichen den Luftspalt mit gleicher Abmessung wieder herstellt«

Folglich wird verhindert, daß durch den Eingriff der Reibscheiben erzeugte thermische Energie durch Wärmeleitung von der Druckplatte in den Betätigungsmechanismus übertragen wird,

909841/0582

Die Erfindung wird nunmehr anhand eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der beigefügten Zeichnung beschrieben. Es zeigen!

Fig. 1 einen schematischen Schnitt durch eine Radbremse, bei der die Erfindung Anwendung findet;

Fig. 2 einen vergrößerten Schnitt der in Fig. 1 gezeigten Betätigungsvorrichtung in Betriebsstellung j und

Fig. 3 einen vergrößerten Schnitt der in Fig. 1 gezeigten

Betätigungsvorrichtung in einer ausgefahrenen Stellung.

Mit 10 ist in Fig. 1 eine übliche Mehrscheibenbremseinheit für ein Flugzeugrad dargestellt. Die Einheit 10 umfaßt ein Rad 12 (von dem nur ein Teil dargestellt ist) mit zwei ringförmigen Abschnitten 14 und 16. Die ringförmigen Abschnitte 14 und 16 sind über in Umfangsrichtung beabstandete Bolzen und Muttern, die mit 1B bezeichnet sind, aneinander befestigt. Jeder Radabschnitt 14,16 weist in Umfangsrichtung einen Reifenflansch 20 auf. Das Rad 12 ist über geeignete Lagereinrichtungen 22 auf einer festen Achse 24 drehbar gelagert. Die Achse wird von einem üblichen Flugzeugfahrwerk (nicht gezeigt) getragen. Ein ringförmiger BremstrMger 26 ist über geeignete, dem Fachmann bekannte Einrichtungen in einer nicht drehbaren Lage relativ zur festen Achse 24 befestigt, wie beispielsweise über die Flanschbefestigung, bei der der Träger 26 oder das Torsionsrohr 36 an einen an der festen Achse 24 befestigten

— 9 —

8O0841./OB8*

Flansch geschraubt sind und bei der der Träger 26 in seiner Lage relativ zur festen Achse 24 durch einen Torsionsarm fixiert ist, der direkt am Fahrwerk befestigt ist.

Der Bremsträger 26 ist mit einer Vielzahl von in Umfangsrichtung beabstandeten Hohlräumen und Ausnehmungen 30 versehen, von denen nur eine gezeigt ist. Die Hohlräume 30 sind über einen Kanal 34 mit einer Quelle eines unter Druck stehenden Strömungsmittels, nicht gezeigt, das durch den Flugzeugpiloten reguliert wird, verbunden. Ein zylindrisches Torsionsrohr 36 mit einer einstückigen ringförmigen Stützplatte 38 ist am Träger 26 über eine Vielzahl von in Umfangsrichtung beabstandeten Bolzen 40 befestigt. Die Stützplatte 38 ist als einstückig mit dem Torsionsrohr 36 ausgebildete, ringförmige Einheit dargestellt, auf der eine Reibfläche 42 befestigt ist. Es können jedoch auch andere Ausbildungsformen und Montagearten Anwendung finden, die dem auf diesem Gebiet tätigen Fachmann bekannt sind. Eine Vielzahl von beabstandeten, ringförmigen Bremsrotorelementen 44, die auf gegenüberliegenden Axialseiten Reibflächen 46 aufweisen, ist bei 48 mit einer Vielzahl von in Umfangsrichtung beabstandeten Keilen oder Halteelementen 50 in geeigneter Weise verkeilt. Die Halteelemente 50, die am Radabschnitt 16 befestigt sind, können eine Axialbewegung der Rotorelemente 44 relativ zum Radabschnitt 16 zulassen, während sie mit diesem rotieren. Eine Vielzahl von nicht drehbaren ringförmigen Bremsstatoreiementen 52, die auf gegenüberliegenden Axialseiten mit Reibflächen 54 versehen sind, ist mit den Rotorelsmanten 44 verschachtelt und bei 56 mit einer Vielzahl

- 10 -

8O9841/0SS2

von in Umfangsrichtung beabstandeten Keilabschnitten 58 des Torsionsrohrs 36 verkeilt, so daß sie eine Axialbewegung relativ dazu ausführen können. Eine mit einer Reibfläche 62 versehene Druckplatte 60 weist einen Vorsprung 64 auf, der mit dem Keilabschnitt 58 verkeilt ist, so daß er darauf eine Axialbewegung ausführen kann.

Eine Vielzahl von Betätigungsvorrichtungen 66, von denen nur eine gezeigt ist, die in den Hohlräumen 30 angeordnet sind, wird über eine einstückig damit ausgebildete Nachstell/Einstell—Vorrichtung von der Druckplatte 60 entfernt gehalten, um auf diese Weise einen Luftspalt 70 zwischen der Druckplatte 60 und der Betätigungsvorrichtung 66 herzustellen. Der Luftspalt 70 bildet eine Barriere, um die Übertragung der während einer Bremsbetätigung erzeugten thermischen Energie zur Betätigungsvorrichtung 66 zu vermindern und dadurch den Verschleiß der Betätigungsvorrichtung in dem Reibbelagmechanismus zu verhindern.

Die Betätigungsvorrichtung 66 weist ein zylindrisches Gehäuse 72 auf, das mit dem Träger 26 verschraubt ist. Ein innerhalb der Axialbohrung 74 des zylindrischen Gehäuses 72 angeordneter Kolben 76 wirkt mit dem Träger 26 zusammen und bildet eine Kammer 78. Eine in der Axialbohrung angeordnete Platte 80 weist eine Vielzahl von Öffnungen 82 auf, so daß Strömungsmittel vom Hohlraum 30 in die Kammer 78 frei eintreten kann. Ein an der Platte 80 befestigter Stift oder Dorn 86 erstreckt sich durch die Mitte des Kolbens 76 und in die Axialbohrung 74 bis zu einem Punkt in der Nähe des Endes 88 der zylindrischen Buchse 72. Ein aus einem

- 11 -

600841/0582

isolierenden Material hergestelltes erstes Rohr 90 ist über eine Lagerfläche 92 in der Bohrung 74 angeordnet. Das erste. Rohr 90 weist an einem Ende in der Nähe des Kolbens 76 eine einwärts vorspringende Lippe 94 auf. Entlang der Innenfläche des ersten Rohres 90 ist eine Feder 96 angeordnet. Ein Halteelement 98 besitzt eine auswärts vorstehende Rippe oder Lippe 100, die sich mit einem Ende der Feder 96 in Eingriff befindet. Eine auf das Halteelement 98 aufgebrachte Kraft

so """■""_■-". drückt die Feder 96 ausreichend zusammen,\ daß der Schnappring 102 am Rohr 90 befestigt und die Feder 96 zwischen den Lippen 94 und 100 eingeschlossen werden kann. Das Halteelement 98 weist eine einwärts vorstehende Lippe 104 auf, die sich mit dem Ende 106 eines zweiten Rohres 108 in Eingriff befindet. Das zweite Rohr 108 weist einen ersten Durchmesserabschnitt 110 auf, der über einen abgeschrägten Abschnitt 114 mit einem zweiten Durchmesserabschnitt 112 verbunden ist. Eine Mutter oder eine Kopfschraube 120, die an dem Dorn oder Stift 86 befestigt ist, befindet sich mit dem schrägen Abschnitt 114 des zweiten Rohres in Eingriff und bewegt das erste Rohr 90 über die Feder 96 und das Halteelement 98 in Richtung auf den Kolben 76, um dadurch die Anfangsgröße der Kammer 78 und das Spiel 84 entsprechend dem Abstand zwischen dem ersten Rohr 90 und der Druckplatte 60 einzustellen.

Eine an der zylindrischen Buchse 72 befestigte Abstreifdichtung 116 befindet sich mit dem ersten Rohr in Eingriff und verhindert, daß Schmutz

kann und Reibbelagstaub in die Bohrung 74 eindringen und den Kolben 76 treffen^

Zusätzlich dazu ist eine Schutzkappe 118 am ersten Rohr 90 befestigt,

- 12 -

SOÖ841/0S52

wslchB sbenfalls dazu dient, das Eindringen von Schmutz und Reibbelagstaub in das Innere zu verhindern, so daß die Funktion der automatischen Nachstell- und Einstellvorrichtung 68 nicht nachteilig beeinflußt wird.

Wenn ein Flugzeugpilot bei einem Flugzeug, das mit der in Fig. 1 dargestellten MehrscheibenbremssinhBit 10 ausgerüstet ist, eine Bremsbetätigung durchzuführen wünscht, wird unter Druck stehendes Strömungsmittel über den Kanal 34 dem Hohlraum 30 zugeführt, so daß es mit der Kammer 7B in Verbindung treten kann. Das unter Druck stehende Strömungsmittel in der Kammer 78 wirkt auf den Kolben 76 ein und bewegt das erste Rohr 90 in Richtung auf die Druckplatte 60, indem es die Kraft der Feder 96 überwindet und den Luftspalt 70 schließt.

Wenn sich der Kolben eine Strecke bewegt hat, die dem Luftspalt 70 und dem Laufspiel 84 entspricht, tritt die Seite 106 am Kolben 76 mit dsr Lippe 104 am HalteelemBnt 98 in Eingriff und bildet eine feste Verbindung mit dem zweiten Rohr 108, wie in Fig. 2 gezeigt ist. Danach bewegt der Kolben 76 infolge des Strömungsmitteldruckes in der Kammer 78 gleich-

zeitig das erste und zweite Rohr 90,108, um die Rotor- und Statorelemente 44 und 52 zwischen der Druckplatte 60 und der Stützplatte 38 zusammenzupressen und dadurch eine Betätigung der Bremse zu bewirken.

Wenn der Strömungsmitteldruck in der Kammer 78 abfällt, wirkt die Feder 96 auf die Lippe 94 ein und führt das erste Rohr 90 und den Kolben 76 in eine in Fig. 1 dargestellte Position zurück. Da die Schutzkappe 118 nicht an der Druckplatte 60 befestigt ist, wird wiederum ein Luftspalt

$08841/0552 - 13-

hergestellt, und die Bahn zur Übertragung von thermischer Energie, die während der Bremsbetätigung erzeugt wird, wird unterbrochen.

Nach wiederholten Betätigungen der Bremse sind die Reibbeläge 62 auf der Druckplatte 60, die Reibbeläge 46 auf den Rotorelementen 44, die Reibbeläge 54 auf den Statorelementen 52 und die Reibbeläge 42 auf der Stützplatte 38 verschlissen und weisen eine reduzierte Dicke auf. Die von dem Kolben 76\der Bohrung ,74 zur Bremsbetätigung durchlaufene Strecke bleibt jedoch aufgrund der Nachstell- und Einstellvorrichtung 68 konstant. Wie in Fig. 3 gezeigt ist, wirkt die Bewegung des Kolbens 76 durch die Haltelippe 104 auf das zweite Rohr 108 ein und bewirkt, daß der rampenförmige Abschnitt 114 elastisch ausgeweitet wird und sich über die Kopfschraubenstirnfläche 122 bewegt und die Reibbeläge mit einer Kraft zusammendrückt, die dem Strömungsmitteldruck in der Kammer 78 entspricht. Wenn sich die rampenförmige Fläche 114 einmal über die Kopfschraubenstirnflache 122 hinaus bewegt hat, kehrt das zweite Rohr 108 plastisch zu einem Durchmesser zurück, der etwa dem zweiten Durchmesser 112 entspricht, um das zweite Rohr 108 in einer stationären Position relativ zur Kopfschraubenstirnfläche am Dorn oder Stift 86 zu verriegeln.

Bei Beendigung des Bremssignals wird danach der Strömungsmitteldruck in der Kammer 78 reduziert, und die Feder 96 bewegt das erste Rohr 90 und den Kolben 76 in Richtung auf die Kammer 78. Da das Halteelement 98 mit dem zweiten Rohr 108 verbunden ist, hört die Bewegung des ersten

- 14 -

909841/0S52

Rohres 90 auf, wenn der Schnappring 102 einmal mit der Lippe 100 in Kontakt getreten ist. Der Luftspalt 70 zwischen der Schutzkappe 118 wird jedoch wieder hergestellt, da die Relativbewegung des zweiten RohrBs 108 relativ zur Kopfschraubenstirnflächa 122 ein unmittelbares Ergebnis des Reibbelagverschleißes ist und kein Faktor des Laufspieles oder der Abmessung der thermischen Barriere. Auf diese Weise bleibt die Strecke, die der Kolben 76 benötigt, um die Druckplatte 60 zu bewegen und mit den Rotor- und Statorelementen 44 und 52 in Eingriff zu bringen, nach jeder Bremsbetätigung im wesentlichen konstant.

909841/0552

L e e r s e i t e

Claims (6)

Executive Offices Bendix GentBr Southfield, Michigan 48076, USA M-4883 13. März 1979 Patentansprüche

1.) Strömungsmitteldruckbetätigungsvorrichtung für Flugzeugmehrscheibenbremsen eines Typs, der eine Vielzahl von zwischen einer Druckplatte und einer Stützplatte angeordneten Reibscheiben umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein Gehäuse mit einer darin befindlichen Bohrung umfaßt, die eine Kammer bildet, welche mit einer Quelle eines unter Druck stehenden Strömungsmittel in Verbindung treten kann, einen innerhalb der Bohrung in Axialrichtung gleitfähigen KolbBns, einen am Gehäuse befestigten Stift, der sich durch den Kolben in die Bohrung erstreckt, ein erstes Rohrelement, das in der Bohrung angeordnet ist, eine konzentrisch zum ersten Rohrelement angeordnete Feder, Halteeinrichtungen, um die Feder in dem ersten Rohrelement einzuschließen, ein zweites konzentrisch zum ersten Rohrelement und am Stift angeordnetes Rohrelement sowie am Stift befestigte knopfförmige Mittel, um das zweite Rohrelement gegen die Halteeinrichtungen zu halten und damit das erste Rohrelement in der Nähe das Kolbens zu positionieren und einen Luftspalt zwischen der Druckplatte und dem ersten Rohrelement

herzustellen, wobei der Luftspalt eine Barriere bildet, um die Übertragung von thermischer Energie zwischen der Druckplatte und dem ersten Rohrelement zu verringern, wobei der Kolben auf einen Druck des in der Kammer befindlichen Strömungsmittels anspricht, der dem Betriebsbremssignal entspricht, indem er die Kraft der Feder überwindet und das erste Rohrelement anfangs durch den Luftspalt und in Eingriff mit der Druckplatte und danach die Druckplatte in Richtung auf die Stützplatte bewegt, um die Vielzahl von Reibscheiben zu einer Betätigung der Bremse zusammenzupressen, wobei der Kolben sich mit den Halteeinrichtungen in Eingriff befindet, wann immer die Bewegung des ersten Rohrelementes in Richtung auf die Stützplatte eine vorgegebene Strecke erreicht, wobei eine weitere Bewegung des Kolbens durch den Strömungsmitteldruck eine Verformung des zweiten Rohrelementes und eine Bewegung desselben relativ zu den knopfförmigen Mitteln bewirkt, während das zweite Rohrelement bei Beendigung des Betriebsbremssignales relativ zu den knopfförmigen Mitteln stationär bleibt, um es der Feder zu ermöglichen, den Kolben in Richtung auf die Kammer zurückzubewegen und nach jeder Bremsbetätigung den Luftspalt mit im wesentlichen der gleichen Abmessung wiederherzustellen.

2. Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine am ersten Rohrelement befestigte Endkappe umfaßt, die eine Schutzabdeckung bildet, um eine Verschmutzung der knopfförmigen Einrichtung und des zweiten Rohrelementes durch während einer Bremsbetätigung erzeugten Staub zu verhindern.

0ÖÖ841/OSS2 -3-

-3- 2910133

3. Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse einen Vorsprung aufweist, der sich in die Bohrung erstreckt, um die Maximalbewegung des Kolbens in Richtung auf die Druckplatte zu begrenzen und dadurch zu verhindern, daß der Strömungsmitteldruck in der Kammer den Kolben aus der Bohrung herausbewegt.

4. Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Abstreifdichtung aufweist, die am Gehäuse befestigt ist und mit dem ersten Rohrelement in Eingriff treten kann, um eine Verschmutzung der Bohrung durch während der Bremsbetätigung erzeugten Staub zu verhindern.

5. Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen ersten zylindrischen Körper umfaßt, der BinB radial einwärts vorstehende Lippe aufweist, die sich von einem ersten Ende aus erstreckt, um mit der Feder und einem zweiten Ende in Eingriff zu treten, wobei das erste Ende gegen den Kolben stößt und die Endkappe mit dem zweiten Ende verbunden ist.

6. Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Rohrelement umfaßt ι einen zweiten zylindrischen Körper mit einem ersten Durchmesserabschnitt, der mit den Halteeinrichtungen verbunden ist, und einem zweiten Durchmesserabschnitt, der mit den knopfförmigen Mitteln verbunden ist, wobei der erste und der zweite Durchmesserabschnitt über einen ringförmigen

B09841/0B-fi?-

Rampenabschnitt miteinander verbunden sind und wobei die knopfförmigen Mittel bei Bewegung des zweiten zylindrischen Körpers durch den Kolben zur Verriegelung der knopfförmigen Mittel in einer festen Position relativ zum zweiten zylindrischen Körper den ersten Durchmesserabschnitt elastisch und plastisch aufweiten und dadurch den Luftspalt herstellen.

?. Betätigungsvorrichtung nach Anspruch S₁ dadurch gekennzeichnet, daß die Halteeinrichtungen umfassen t einen dritten zylindrischen Körper mit einem radial einwärts vorstehenden Flansch an einem ersten Ende und einem radial auswärts vorstehenden Flansch an einem zweiten Ende, den ersten Durchmesserabschnitt des zweiten zylindrischen Körpers, wobei die Feder sich mit dem radial auswärts vorstehenden Flansch in Eingriff befindet, und am ersten zylindrischen Körper befestigte Halteeinrichtungen, die mit dem radial auswärts vorstehenden Flansch in Eingriff stehen, um die Feder'in. einer eingeschlossenen Position zwischen der Lippe am ersten zylindrischen Körper umd dem auswärts vorstehenden Flansch am dritten zylindrischen Körper zu halten.