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Dokumentenidentifikation DE69300775T2 27.06.1996
EP-Veröffentlichungsnummer 0555820
Titel Wärmeschutzschild für Flugzeugbremse.
Anmelder The B.F. Goodrich Co., Akron, Ohio, US
Erfinder Clark, Gary Lawrence, Maplewood, Ohio 45340, US
Vertreter Patentanwälte von Kreisler, Selting, Werner et col., 50667 Köln
DE-Aktenzeichen 69300775
Vertragsstaaten DE, FR, GB
Sprache des Dokument En
EP-Anmeldetag 10.02.1993
EP-Aktenzeichen 931020432
EP-Offenlegungsdatum 18.08.1993
EP date of grant 15.11.1995
Veröffentlichungstag im Patentblatt 27.06.1996
IPC-Hauptklasse F16D 65/84
IPC-Nebenklasse F16D 55/36   F16D 65/12   

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft eine Rad- und Bremsvorrichtung fur ein Flugzeug, und insbesondere eine neue und verbesserte Verbindung zwischen der Wärmeschildinstallation und den Drehmomentstangen einer derartigen Rad- und Bremsvorrichtung.

Während des Bremsens eines Flugzeugs werden die alternierend angeordneten Stator- und Rotor-Scheiben der Mehrscheiben-Bremsen in Gleitkontakt miteinander gebracht und erzeugen dabei beträchtliche Wärmeenergie, die abgeleitet werden muß, um die Rad- und Reifenstruktur vor den extrem schädlichen Belastungen zu schützen, die in bestimmten Fällen, wie z.B. bei fehlgeschlagenem oder abgebrochenem Take-off, aufgrund der Hitzeentwicklung ein Platzen oder Entzünden der Reifen verursachen können.

Wenn die Wärme, Wärmeenergie oder Bremsenergie innerhalb der Bremselemente der Statoren und Rotoren erzeugt wird (im folgenden auch als Wärmeabführeinrichtung bezeichnet), wird diese Wärmeenergie durch Ableitung, Abstrahlung und Übertragung auf die benachbarten Bremskomponenten, z.B. die Radvorrichtung, die Lager, die Kolben und andere benachbarte Strukturen, verteilt. Diese Wärmeübertragung muß begrenzt werden, um die Strukturen so weit wie möglich zu schützen. Eine Möglichkeit zum Schutz dieser Bereiche besteht in der Anbringung eines Wärmeschildes zwischen den wärmeerzeugenden Elementen der (Statoren- und Rotoren-) Wärmeabführeinrichtung und der Radvorrichtung sowie deren angrenzenden Bauteilen und Lagern. Der Wärmeschild ist normalerweise durch zahlreiche Stifte an der Radvorrichtung befestigt, und somit besteht an der Vielzahl von verschraubten Anbringungspunkten eine Tendenz zur Wärmeübertragung von dem Schild in das Rad.

Aus US-A-4 017 123 ist bekannt, den Wärmeschild mittels Abstandhaltern, die durch diesen verlaufen, an dem Rad zu befestigen, wobei der Wärmeschild durch die Beabstandungsteile und Halteteile sowie durch Befestigungsteile, die sich durch die Halteteile und die Beabstandungsteile erstrecken, unverlierbar gesichert ist. Die Drehmomentstangen, die die Rotorscheiben eingreifen, sind zwischen der Wärmeabführeinrichtung und dem Rad angeordnet und separat von der Wärmeabführeinrichtung an dem Rad befestigt.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Einrichtung zu schaffen, mit der sowohl der Wärmeschild als auch die Drehmomentstangen oder Keilteile derart an dem Rad befestigt werden können, daß die Übertragung von wärmeenergie in das Rad und die ihm benachbarten Strukturen minimiert wird und somit ein effizienteres Wärmeschildsystem geschaffen wird.

Diese Aufgabe wird durch eine Flugzeug-Rad- und Bremsvorrichtung mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst.

Gemäß der Erfindung sind die Drehmomentstangen oder Keilteile mittels der Befestigungseinrichtung, die sowohl durch die Keilteile als auch durch die Beabstandungssteile verläuft, an den Beabstandungssteilen befestigt. Durch Verwendung dieser Beabstandungssteile in zusammenwirkung mit den Drehmomentstangen wird der Wärmeschild sowohl axial als auch tangential sicherer in Position gehalten. Die Drehmomentstangen weisen ferner mehrere Kontaktpunkte um den vollen Kreisumfang des Wärmeschildes auf, um Stabilität in radialer Richtung zu erzeugen, ohne dabei die Positionsgenauigkeit der Drehmomentstange zu beeinträchtigen, so daß sich ein effizienteres Wärmeschildsystem ergibt.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung gezeigten bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert.

Fig. 1 zeigt eine geschnittene Teilansicht einer Bremse einer Bremsvorrichtung, an der eine Wärmeschildinstallation angeordnet ist;

Fig. 2 zeigt eine teilweise geschnittene Seitenansicht eines Teiles eines Wärmeschildes, der mittels eines Abstandhalters an einem Felgenteil und einem Antriebskeil befestigt ist;

Fig. 3 eine an der Linie 3-3 von Fig. 2 angesetzte Vorderansicht eines Teiles der Wärmeschildes und seiner Montagevorrichtung; und

Fig. 4 perspektivische Explosionsansicht des Abstandhalters und eines Teiles des Wärmeschildes, in dem eine verstärkte Öffnung ausgebildet ist.

Die Zeichnungen, bei denen in sämtlichen Ansichten gleiche oder entsprechende Teile mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind, zeigen in Fig. 1 einen Reibbremsmechanismus 10 zur Verwendung mit einem zylindrischen Rad 11, das einander angepaßte Radabschnitte 12 und 13 aufweist. Jeder Radabschnitt 12 und 13 weist einen Felgenteil 14 und 15, einen Stegteil 16 und 17, und Nabenteile 18 und 19 auf. Die Radabschnitte 12 und 13 sind aneinander durch geeignete Stifte befestigt, die in ausgerichteten Bohrungen derart in den Stegteilen 16 und 17 angeordnet sind, daß sie mit diesen eine integrale Einheit bilden. Die Nabenteile 18 und 19 sind drehbar an Lagern 22 gehalten, die an einem nichtdrehbaren Achsenteil 23 angeordnet sind. Ein stationärer Träger oder Vorsprung 24 mit einem umfangsmäßig verlaufenden Flansch 25 ist in geeigneter Weise an der stationären Achse 23 montiert. In dem Flansch 25 sind mehrere umfangsmäßig beabstandete Bohrungen zur Aufnahme von Stiften 26 ausgebildet, um den Flansch an einem Ende eines zylindrischen Drehmoment-Rohrteils oder Drehmoment-Rohrs 27 zu befestigen. Das andere Ende des Drehmoment-Rohrteils 27 ist mit einer ringförmigen und radial auswärts abstehenden Reaktionsplatte oder einem Reaktionsteil 28 versehen. Das Reaktionsplattenteil 28 kann einstückig mit dem Drehmoment-Rohrteil 27 ausgebildet sein oder als separates Ringteil gefertigt und in geeigneter Weise an dem Drehmoment-Rohr oder Drehmoment-Rohr 27 befestigt sein.

Das Drehmoment-Rohr 27 weist mehrere umf angsmäßig beabstandete Vorsprünge, Rippen oder Vorsprungsteile 30 auf, die axial verlaufen. Der Radabschnitt 12 weist mehrere umfangsmäßig beabstandete Drehmomentübertragungsstangen, Drehmomentstangen oder -keile 35 auf, die etwa an ihren einwärtigen Enden durch noch zu beschreibende Abstandhalter mit dem Radabschnitt verbunden sind, und die an ihren auswärtigen Enden durch Sitz in einer ringförmigen Ausnehmung 43 des Stegteus mit dem oberen Teil des Stegteils 16 verbunden sind. Die Drehmomentübertragungsstangen oder -keile 35 können auch durch andere geeignete Einrichtungen an dem Stegteil 16 des Rades 11 befestigt sein, die eine integrale Verbindung zwischen den Drehmomentübertragungsstangen oder -keilen und dem Stegteil bilden.

Die Rippen oder Vorsprungsteile 30 halten eine axial nichtdrehbare End-Scheibe oder Statorscheibe 38 und innere Scheiben 39, 40 und 41. Sämtliche dieser nichtdrehbaren Scheiben 38, 39, 40 und 41 weisen an umfangsmäßig beabstandeten Stellen am Innenumfang geschlitzte Öffnungen auf, die zum unverlierbaren Eingriff durch die Vorsprungsteile 30 dienen, wie auf dem Gebiet seit langem weithin bekannt ist. Eine ringformige Scheibe oder ein ringförmiges Bremselement 42 ist in geeigneter Weise mit der Reaktionsplatte 28 verbunden und wirkt mit den Statorscheiben 38,39,40 und 41 zusammen, wobei diese Scheiben (38,39,40,41 und 42) die Statoren für die Reibplatte 10 bilden.

Mehrere axial im Abstand angeordnete Scheiben (Rotorscheiben) 44,45,46 und 47, die zwischen den Statorscheiben 38 bis 42 angeordnet oder eingefügt sind, sind - wie auf dem Gebiet seit langem gut bekannt ist - entlang ihres Außenumfangs mit mehreren umfangsmäßig beabstandeten Öffnungen zum Eingriff durch die entsprechenden Rad-Keile 35 versehen, um die Rotorscheiben für die Reib-Bremse 10 zu bilden. Sämtliche nichtdrehbaren Scheiben (38,39,40,41 und 42) und drehbaren Scheiben (44 bis 47) können aus einem zweckmäßigen Bremsmaterial, wie z.B. Metall, Stahl oder einem anderen verschleißresistenten Material - wie z.B. Kohle - gefertigt sein, das hohe Temperaturen aushält und eine Wärmeabführeinrichtung schafft. Die Anzahl der Scheiben kann dergestalt variiert werden, wie es für den betreffenden Anwendungsfall erforderlich ist. Die betreffenden Statorscheiben und Rotorscheiben, an deren Innen- und Außenumf ang die umfangsmäßig beabstandeten Öffnungen ausgebildet sind, können mit Verstärkungseinsätzen versehen sein, die die Wände der geschlitzten Öffnungen verstärken und die Lebensdauer der Schlitze verlängern, wie auf dem Gebiet seit langem weithin bekannt.

Der Betätigungsmechanismus für die Bremse enthält mehrere umfangsmäßig beabstandete Zylinder 50, die in geeigneter Weiae an dem Flansch 25 montiert oder mit diesem verbunden sind. Innerhalb jedes Zylinders 50 ist ein Hydraulik-Kolben angeordnet, der derart betätigbar ist, daß er die Statorscheibe 38 axial in den und aus dem Eingriff mit der drehbaren Scheibe 44 bewegt, die ihrerseits derart arbeitet, daß sämtliche Bremsscheiben an ihren radialen Flächen in Reibeingriff gelangen, wobei ihnen die stationäre End-Ringscheibe 42 und die Reaktionspiatte 28 an dem Drehmoment-Rohr 27 entgegenwirken. Während dieser Phase des Bremsscheibeneingriffs erzeugen die zwischen sämtlichen drehbaren und nichtdrehbaren Scheiben auftretenden Reibkräfte beträchtliche Wärmeenergie innerhalb der Scheiben und den benachbarten Strukturen. Der Reibeingriff dieser Stator- und Rotor-Scheiben erzeugt die Bremsaktion für das Flugzeug-Rad.

Ein zylindrischer Wärmeschild 60 ist zwischen der Innenfläche des Radabschnitts 12 und den drehmomentübertragenden Stangen oder Keilen 35 angeordnet. Wie bereits beschrieben&sub1; ist jeder Keil 35 an seinem auswartigen Ende durch Sitz in einer ringförmigen Ausnehmung 43 mit dem Stegteil 16 verbunden. Das einwärtige Ende jedes Keils 35 und der benachbarte Teil des Wärmeschildes 60 sind durch einen Abstandhalter 62 (Fig. 4) mit dem Felgenteil 42 des Stegteus 12 verbunden. Der Abstandhalter 62 ist ein rechteckiges Teil mit Ausnehmungen an seinen oberen und unteren Flächen, so daß das Teil eine obere, flache Fläche 63 mit einem Paar beabstandeter Anschläge oder Schultern 64 und 65 und eine untere Fläche 66 mit einem unteren Paar beabstandeter Anschläge oder Schultern 67 und 68 aufweist. Gemäß Fig. 3 bilden die beabstandeten Schultern 64 und 65 einen Sitz zum unverlierbaren Sichern der Keile 35 und wirken derart, daß sie das Drehmoment (über einen an dem Felgenteil 14 ausgebildeten Flanschteil 89) von den Keilen 35 zu dem Felgenteil 14 übertragen. Gemäß Fig. 3 bilden die unteren Schultern 67 und 68 des Abstandhalters 62 in bezug auf den Flansch 89 der Feige 14 einen Luftspalt oder Luftraum 69, der den Oberflächenbereich für den durch Überleitung erfolgenden Transfer von Wärmeenergie reduziert. Die obige Verwendung der Begriffe "oben" und "unten" im Zusammenhang mit der oberen, flachen Fläche 63 und der unteren Fläche 64 bezieht sich auf Fig. 3, und es ist zu beachten, daß die Feige eine umfangsmäßig verlaufende Fläche aufweist und relativ zu der zentralen Drehachse des Felgenteus 14 mehrere umfangsmäßig beabstandete Keile existieren. Gemäß Fig. 4 erstreckt sich ein Flanschteil 70, das im wesentlichen eine geringere Dicke aufweist als der Hauptkörperteil des Abstandhalters 62, in auswartiger oder rückwärtiger Richtung von dem rechteckigen Teil des Abstandhalters 62. In Draufsicht ist der Flanschteil 70 dreieckig ausgebildet und weist in der Nähe der Apex 72 eine Bohrung 71 auf. Der Abstandhalter 62 ist in seinem Mittelbereich mit einer Bohrung 75 versehen, die sich von der oberen Fläche 63 zu der unteren Fläche 66 erstreckt.

In dem Wärmeschild 60 sind entlang seines einwartigen Endes mehrere umf angsmäßig beabstandete, rechteckige Öffnungen 80 ausgebildet. Der gesamte Umfang der Öffnungen 80 des Wärmeschildes besteht aus verstärktem Material und ist in Fign. 2, 3 und 4 mit 81 bezeichnet.

Der Abstandhalter 62 ist an dem Wärmeschild 60 dadurch befestigt, daß der rechteckig ausgebildete Körperteil des Abstandhalters 62 in die Öffnung 80 des Wärmeschildes eingeführt ist, während der Flanschteil 70 sich in Reibeingriff mit dem Wärmeschild befindet und an diesem durch ein Befestigungsteil 82 befestigt ist, das durch die Bohrung 71 und eine Bohrung 83 in dem Wärmeschild 60 nahe der Öffnung 80 verläuft. Das einwärtige Ende der Drehmomentstange 35 weist eine Öffnung 85 auf, die mit der Bohrung 75 in dem Abstandhalter 62 und mit einer Bohrung 87 in dem Flanschteil 89 des Felgenteils 14 derart ausgerichtet ist, daß ein Stift 90 diese Teile miteinander verbindet und dadurch den Wärmeschild 60 fest an dem Felgenteil des Rades 11 hält und den Wärmeschild unverlierbar festhält. Gemäß Fig. 2 weist der Keil 35 eine Schulter 73 auf, die an einer radialen Innenfläche des Wärmeschildes anliegt. Durch mehrere dieser umfangsmäßig beabstandeten Schultern 73 an dem Keilen 35 ist der Wärmeschild 60 gegen Bewegung in einer radialen Richtung gesichert. Aufgrund dieser gegenseitigen Verbindung entfallen die zahlreichen Stifte, die normalerweise zur Befestigung des Wärmeschildes an dem Rad verwendet werden, so daß auch der Übertragungsweg für Wärmeenergie beseitigt wird. Die vorstehend beschriebene Abstandhalterstange 62 sichert den Schild in einer festen Position sowohl axial als auch in einer tangentialen Richtung, wobei die Keile oder Drehmomentstangen 35 mit den Schultern 73 den Schild in radialer Richtung positionsfest halten und mehrfache Haltepunkte um den vollen Kreisumfang des Schildes bilden. Aufgrund der beschriebenen Befestigung des Wärmeschildes an dem Abstandhalter 62 mittels einer Befestigungseinrichtung (etwa durch Vernieten) ist der Wärmeschild 60 problemlos handhabbar, und der Zusammenbau der Bremsen- und Radvorrichtung wird erleichert.


Anspruch[de]

1. Rad- und Bremsvorrichtung für ein Flugzeug, mit

- einer Achse (23) mit einem daran ausgebildeten kreisförmigen Flansch (25), wobei die Achse (23) eine Mittelachse aufweist und an der Achse (23) eine Lagervorrichtung (22) montiert ist;

- einer an der Lagervorrichtung (22) montierten Radhalterung (11), die relativ zu der Achse (23) um die Mittelachse drehbar ist, wobei die Radhalterung (11) ein umfangsmäßig verlaufendes Felgenteil (14) und ein radial einwärts angeordnetes Stegteil (16) aufweist;

- einem Drehmomentrohr (27) mit einer an dem kreisförmigen Flansch (25) gesicherten ringförmigen Nabe, wobei das Drehmomentrohr (27) mehrere umfangsmäßig beabstandete Vorsprünge (30) aufweist;

- mehreren an den Vorsprüngen (30) zur Axialbewegung auf diesen montierten Statorscheiben (38-41);

- mehreren umfangsmäßig beabstandeten radseitigen Keilen (35), die radial einwärts von dem Felgenteil (14) angeordnet sind und einen zwischenliegenden Freiraum schaffen;

- mehreren Rotorscheiben (44-47), die zur Drehung mit sowie zur axialen Bewegung auf den radseitigen Keilen (35) mit diesen verzahnt sind, wobei zur Bildung einer Wärmeabfuhrvorrichtung die Rotorscheiben (44-47) mit den Statorscheiben (38-41) ineinandergreifen;

- einer an dem kreisförmigen Flansch (25) montierten Antriebsvorrichtung (50) zum Bewegen der Statorscheiben (38-41) und der Rotorscheiben (44-47) zueinander zwecks Erzeugung einer Bremsaktion;

- einem in dem Freiraum zwischen dem Felgenteil (14) und der Radhalterung (11) angeordneten Wärmeschild (60), das die Wärmeabfuhrvorrichtung umfangsmäßig umgibt;

- mehreren umfangsmäßig beabstandeten Abstandhaltern (62), die an dem Wärmeschild (60) befestigt sind; und

- durch die Abstandhalter (62) verlaufenden Befestigungsvorrichtungen (90), wobei die Abstandhalter (62) den Wärmeschild (60) in einer radialen und axialen Position relativ zu der Mittelachse eingefangen sichern, um den von der Wärmeabfuhrvorrichtung zu der Radhalterung (11) ausgehenden Fluß von wärmeenergie zu steuern,

dadurch gekennzeichnet,

daß die Befestigungsvorrichtungen (90) ferner das eine Ende der radseitigen Keile (35) mit dem Felgenteil (14) verbinden.

2. Rad- und Bremsvorrichtung für ein Flugzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Abstandhalter (62) an seinem radial innersten Bereich Schultern (64,65) zum Einfang-Angreifen an die radseitigen Keile (35) aufweist, um Drehmoment zwischen den radseitigen Keilen (35) und dem Felgenteil (14) zu übertragen.

3. Rad- und Bremsvorrichtung für ein Flugzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeder radseitige Keil (35) an seinem radialen Außenumfang angrenzend an den Abstandhalter (62) eine Anschlagvorrichtung (73) zum Einfang-Sichern des Wärmeschildes (60) in einer bestimmten Position aufweist, um Bewegung in radialer Richtung zu verhindern.

4. Rad- und Bremsvorrichtung für ein Flugzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Abstandhalter (62) an seinem radial äußersten Bereich Schultern (67,68) zum Zusammengreifen mit Vertiefungsvorrichtungen in dem Felgenteil (14) aufweisen, um die Abstandhalter (62) in festen Umfangspositionen um die Mittelachse zu verriegeln.

5. Rad- und Bremsvorrichtung für ein Flugzeug nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die an dem radial äußersten Bereich jedes Abstandhalters (62) befindlichen Schultern (67,68) mit den in dem Felgenteil ausgebildeten Vertiefungsvorrichtungen zwecks Erzeugung von Luft-Spalten (69) zusammenwirken, um die Übertragung von Wärmeenergie zu reduzieren.

6. Rad- und Bremsvorrichtung für ein Flugzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Abstandhalter (62) einen axial verlaufenden Flanschteil (70) und eine Befestigungsvorrichtung (82) aufweist, die die Flanschteile (70) mit einem benachbarten Anschlagteil des Wärmeschildes (60) verbindet, um zwecks Bildung einer einheitlichen manövrierbaren Struktur die Abstandhalter (62) an dem Wärmeschild (60) zu sichern.

7. Rad- und Bremsvorrichtung für ein Flugzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Wärmeschild (60) mehrere umfangsmäßig beabstandete Öffnungen (80) zur Aufnahme der umfangsmäßig beabstandeten Abstandhalter (62) ausgebildet sind, um das Wärmeschild (60) in tangentialer Richtung zu positionieren.

8. Rad- und Bremsvorrichtung für ein Flugzeug nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß jede der in dem Wärmeschild (60) ausgebildeten Öffnungen (80) um ihren gesamten Umfang (81) verstärkt ist, um das Gewicht des Wärmeschildes zu minimieren.







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