DE102006058903A1

DE102006058903A1 - Messanordnung und Messverfahren zum Messen eines Lagerspiels

Info

Publication number: DE102006058903A1
Application number: DE102006058903A
Authority: DE
Inventors: Per Nilsson; André Thomas; Andreas Kammlott
Original assignee: Airbus Operations GmbH
Current assignee: Airbus Operations GmbH
Priority date: 2006-12-13
Filing date: 2006-12-13
Publication date: 2008-06-19
Anticipated expiration: 2026-12-14
Also published as: DE102006058903B4

Abstract

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Messanordnung (20) zum Messen eines Spiels (83) zwischen einem Lagerinnenteil (6) und einem Lageraußenteil (7) eines Lagers (4), insbesondere bei einem Luft- oder Raumfahrzeug. Die der Erfindung dabei zugrundeliegende Idee besteht darin, das Lagerinnenteil (6) relativ zu dem Lageraußenteil (7) mittels einer Verstelleinrichtung (21) zu verstellen und die bewirkte Verstellung (80) mittels einer Messeinrichtung (22) zu messen. Der erfindungsgemäße Vorteil liegt darin, dass mittels der Erfindung eine sehr viel genauere und wiederholbare Messung gegenüber der gegenwärtigen Messung, welche auf der Sinneswahrnehmung und Erfahrung des Mechanikers beruht, erreicht werden kann.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Messanordnung und ein Messverfahren zum Messen eines Spiels zwischen einem Lagerinnenteil und einem Lageraußenteil eines Lagers, insbesondere bei einem Luft- oder Raumfahrzeug.
Obwohl auf beliebige Lager anwendbar, werden die vorliegende Erfindung sowie die ihr zugrunde liegende Problematik in Bezug auf ein Gelenklager eines Flugzeuges, welches ein Seitenleitwerk mit einem Seitenruder gelenkig verbindet, näher erläutert.
Ein Beispiel eines solchen der Anmelderin bekannten Gelenklagers ist in 8 in einer perspektivischen Ansicht und in 9 in einer perspektivischen Schnittansicht C-C aus 8 gezeigt.
Eine Anbindungsanordnung 1 zum gelenkig Anbinden eines Seitenruders an ein Seitenleitwerk eines Flugzeuges weist einen dem Seitenruder zugeordneten Lagerbeschlag 2 und eine dem Seitenleitwerk zugeordnete Lagergabel 3 auf, welche über ein Gelenklager 4 gelenkig aneinander befestigt sind. Wie in 9 zu erkennen ist, weist das Gelenklager 4 ein auf einem Lagerbolzen 5 fest vorgesehenes kugelförmiges Lagerinnenteil 6 auf, welches mit einem an dem Lagerbeschlag 2 fest vorgesehenen, schalenförmigen Lageraußenteil 7 in Gleitverbindung steht. Haltemittel 8, 9, 10 sind vorgesehen, um den Lagerbolzen 5 sowie das Lagerinnenteil 6 lösbar an der Lagergabel 3 zu haltern. Bei einem Seitenruderausschlag schwenkt das Lageraußenteil 7 um das Lagerinnenteil 6.
Insbesondere durch Verschleiß in dem Gelenklager 4 kann es zu einer linearen Beweglichkeit zwischen dem Lagerinnenteil 6 und dem Lageraußenteil 7 kommen. Diese wird als Lagerspiel bezeichnet und muss in regelmäßigen Abständen kontrolliert werden, um eine Funktionstüchtigkeit des Flugzeugs sicherzustellen. Bei zu großem Lagerspiel kann es beispielsweise zu Vibrationen, Komfortverlust, Steuerproblemen, oder sogar zum Verlust des Seitenleitwerks während des Betriebs des Flugzeuges kommen.
Gegenwärtig wird das Lagerspiel durch einen erfahrenen Mechaniker getestet, welcher manuell an dem Seitenruder rüttelt und gemäß seiner Sinne und Erfahrung beurteilt, ob ein unzulässig großes Lagerspiel vorliegt. Ein solches manuelles Testen ist sehr ungenau. Dadurch kann es beispielsweise zum verfrühten Austausch von Lagern kommen, was zu hohen Kosten führt. Oder aber ein fehlerhaftes Gelenklager wird nicht ausgetauscht und es kommt zu Steuerproblemen des Flugzeuges im Betrieb.
Eine weitere Schwierigkeit besteht darin, dass grundsätzlich mehrere der in 8 und 9 gezeigten Anbindungsanordnungen konzentrisch übereinander vorgesehen sind, wobei sie das Seitenruder an mehreren Punkten mit dem Seitenleitwerk gelenkig verbinden. Für den Mechaniker ist es nicht möglich, durch einfaches Rütteln festzustellen, welches der mehreren Gelenklager ein erhöhtes Lagerspiel aufweist. Dies wird dadurch bedingt, dass der Mechaniker durch Rütteln am Seitenruder Kraft auf alle und nicht nur auf ein einziges Lageraußenteil aufbringt. Im Zweifelsfall müssen folglich alle Gelenklager ausgebaut bzw. das Seitenruder abgebaut und einzeln getestet werden. Dies führt jedoch bei regelmäßigen Wartungsarbeiten zu hohen Kosten und ist nur mit spezieller, aufwendiger Ausrüstung möglich.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Messanordnung und/oder ein Messverfahren zu schaffen, welche eine einfache, zuverlässige Messung eines Spiels eines Lagerinnenteils relativ zu einem Lageraußenteil, insbesondere an Steuerflächen eines Luft- oder Raumfahrzeugs, ermöglicht.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Messanordnung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und durch ein Messverfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 19 gelöst.
Demgemäß wird eine Messanordnung zum Messen eines Spiels zwischen einem Lagerinnenteil und einem Lageraußenteil eines Lagers, insbesondere bei einem Luft- oder Raumfahrzeug, bereitgestellt. Die Messanordnung weist dabei eine Verstelleinrichtung zum Verstellen des Lagerinnenteils relativ zu dem Lageraußenteil und eine Messeinrichtung zum Messen der bewirkten Verstellung auf.
Ferner wird ein Verfahren zum Messen eines Lagerspiels zwischen einem Lagerinnenteil und einem Lageraußenteil, insbesondere bei einem Luft- oder Raumfahrzeug, mit folgenden Verfahrensschritten bereitgestellt: Verstellen des Lagerinnenteils von einer ersten Anlageposition des Lagerinnenteils an dem Lageraußenteil zu einer zweiten, der ersten gegenüberliegenden Anlageposition an dem Lageraußenteil mittels einer Verstelleinrichtung zum Verstellen des Lagerinnenteils relativ zu dem Lageraußenteil; und Messen der bewirkten Verstellung mittels einer Messeinrichtung.
Die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Idee besteht darin, dass die Messung des Lagerspiels mechanisiert – im Gegensatz zu manuell – erfolgt. Die mechanisierte Messung des Lagerspiels erlaubt eine sehr genaue, zuverlässige und wiederholbare Messung. Dies ermöglicht es, Lager lediglich dann auszutauschen, wenn sie tatsächlich verschlissen sind.
Weiterhin wird ein einfaches vor Ort Messen des Lagerspiels ermöglicht, ohne den Ausbau des Seitenruders zu erfordern. Dabei kann jedes Gelenklager hinsichtlich seines Lagerspiels einzeln geprüft werden. Die Betriebssicherheit des Flugzeugs wird somit erhöht.
Darüber hinaus fällt es wesentlich leichter, das Lagerinnenteil relativ zu dem feststehenden Lageraußenteil zu bewegen, da das Lageraußenteil fest an dem Lagerbeschlag des mehrere Hundert Kilogramm schweren Seitenruders befestigt ist, dessen Trägheit es bei einem Rütteln an diesem, wie bei dem bekannten Ansatz, zu überwinden gilt.
In den Unteransprüchen finden sich vorteilhafte Ausgestaltungen und Verbesserungen der Erfindung.
Unter „Verstellen" ist vorliegend eine Bewegung des Lagerinnenteils relativ zu dem Lageraußenteil entlang einer geraden oder kurvenförmigen Bahn zu verstehen. Die Messung zwischen zwei Punkten umfasst dabei vorzugsweise die Messung der Distanz, beispielsweise in Mikrometer, entlang einer geraden Verbindung zwischen den zwei Punkten.
Mit „Lagerbeschlag" ist vorliegend immer das Bauteil gemeint, welches das Lageraußenteil aufweist. Das Lageraußenteil ist vorzugsweise ortsfest in dem Lagerbeschlag eingebaut. Bei einer weiter bevorzugten Weiterbildung der Erfindung greift die Verstelleinrichtung direkt an dem Lagerinnenteil an. Somit lassen sich sehr genaue Messergebnisse mit einer hohen Wiederholbarkeit erzielen. Eine Verstellung des einleitend beschriebenen Lagerbolzens in der Ebene senkrecht zu seiner Längsachse wäre auch denkbar, erscheint aber weniger genau. Beispielsweise können unterschiedliche Lagerbolzen unterschiedliche Toleranzen aufweisen. Dann würde ein Verstellen dieser mittels der Verstelleinrichtung zu unterschiedlichen Messergebnissen führen. Vorzugsweise weist die Verstelleinrichtung deshalb ein Messelement auf, welches in dem Lagerinnenteil festlegbar ist. Ein solches Messelement kann hochgenau gefertigt werden und auf die Messung abgestimmt werden, so dass eine möglichst genaue und wiederholbare Messung erfolgen kann.
Weiterhin bevorzugt ist das Messelement als Messbolzen ausgebildet, welcher in eine Bohrung des Lagerinnenteils einschiebbar ist. Dieser Ansatz ist besonders einfach, nach dem eine Bohrung zur Aufnahme des Lagerbolzens bereits im Lagerinnenteil vorgesehen ist. Ein solcher passgenauer Messbolzen ist dann einfach an dem Lagerinnenteil anzubringen und führt zu sehr genauen Messergebnissen.
Gemäß einer weiter bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die Verstelleinrichtung ein Eingriffsmittel auf, welches mit dem Messelement in Eingriff bringbar ist. Ein solcher mehrteiliger Aufbau erlaubt es, das Messelement zunächst an bzw. in dem Lagerinnenteil wenigstens in der Ebene der Verstellung fest anzubringen und in einem weiteren Schritt die Verstelleinrichtung mittels des Eingriffsmittels mit dem Messelement in Eingriff zu bringen. Dies erscheint schon aus Gründen der Geometrie der Lagergabel bzw. des Lagerbeschlags vorteilhaft.
Bei einer weiter bevorzugten Weiterbildung der Erfindung weist die Verstelleinrichtung eine Drehachse auf, um welchen das Eingriffsmittel schwenkbar ist. Dadurch kann das an dem Lagerinnenteil festgelegte Messelement sehr einfach verstellt werden.
Vorzugsweise weist die Verstelleinrichtung in ihre Drehachse Befestigungsmittel auf, mittels welchen die Verstelleinrichtung an einem Lagerbeschlag des Lagers festlegbar ist. Somit wird eine Verstellung des Lagerinnenteils relativ zu dem Lageraußenteil einfach ermöglicht.
Bevorzugt sind die Befestigungsmittel als Klemmeinrichtung zum Klemmen der Verstelleinrichtung an den Lagerbeschlag aufgebildet. Ein Anklemmen der Verstelleinrichtung an dem Lager beschlag ist zeitsparend, und erlaubt dabei auch wieder ein einfaches Lösen der Verstelleinrichtung von dem Lagerbeschlag.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist eine Kraftmesseinrichtung für eine wiederholbare Messung der Verstellung vorgesehen, mittels welcher eine von der Verstelleinrichtung auf das Lagerinnenteil aufgebrachte Kraft messbar ist. Dies ermöglicht ein Anlegen des Lagerinnenteils an dem Lageraußenteil mit der betragsmäßig immer gleichen Kraft. Dies erhöht die Wiederholbarkeit der Messung, da die aufgebrachte Kraft einen Einfluss auf die bewirkte Verstellung hat. Beispielsweise führt das Anlegen einer unterschiedlichen Kraft zu unterschiedlichen elastischen Verformungen des Lagerinnenteils und/oder Lageraußenteils in deren Anlagebereich, was zu unterschiedlichen Messergebnisses führt.
Bei einer weiter bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Kraftmesseinrichtung als elastischer Hebel ausgebildet, mittels welchem das Eingriffsmittel um die Drehachse schwenkbar ist. Wird das Lagerinnenteil mittels der Verstelleinrichtung an dem Lageraußenteil in Anlage gebracht, ist es wie bereits oberhalb ausgeführt, bevorzugt erforderlich, das Lagerinnenteil mit einer definierten Kraft an dem Lageraußenteil anzulegen. Während des Verstellens verbiegt sich der elastische Hebel folglich nicht. Erst dann, wenn das Lagerinnenteil gegen das Lageraußenteil gepresst wird, verformt sich der elastische Hebel aufgrund der an seinem Ende, beispielsweise manuell, aufgebrachten Kraft. Auf Basis dieser elastischen Verformung kann die Kraft, mittels welcher das Lagerinnenteil auf das Lageraußenteil gepresst wird, einfach gemessen werden.
Besonders bevorzugt ist die aus der elastischen Verformung des elastischen Hebels ableitbare Kraft an einer Skala der Kraftmesseinrichtung ablesbar. Eine solche direkte Kraftermittlung ist zuverlässig und kommt völlig ohne elektronische Hilfsmittel aus. Selbstverständlich könnten jedoch zusätzliche elektronische Hilfsmittel vorgesehen werden, um eine noch genauere Messung zu ermöglichen und beispielsweise die Messdaten in einem Speicher zur späteren Auswertung abzulegen.
Gemäß einer weiter bevorzugten Weiterbildung der Erfindung weist das Eingriffsmittel wenigstens ein Maulstück zum abschnittsweise Umgreifen des Messbolzens, bevorzugt an seinem Umfang, auf. Bedingt durch die geometrischen Verhältnisse des Lagerbeschlags bzw. der Lagergabel bietet sich die Verwendung solchen Maulstücks besonders an, da dieses durch geradliniges Bewegen der Verstelleinrichtung in Eingriff mit dem Messbolzen gebracht werden kann.
Bevorzugt weist das Eingriffsmittel zwei Maulstücke zum Greifen des Messbolzens an gegenüberliegenden Enden auf. Dadurch wird eine gleichmäßige Krafteinleitung in das Lagerinnenteil sichergestellt sowie ein Kippen des Messbolzens relativ zur Verstellrichtung verhindert.
Weiterhin bevorzugt ist das Maul derart flach ausgebildet, dass es zwischen einem Lagerbeschlag und einer Lagergabel des Lagers zu dem Messbolzen hin einführbar ist. Dies ist aus geometrischen Gründen, also um eine Kollision zwischen dem Maul und dem Lagerbeschlag und/oder der Lagergabel zu verhindern, vorteilhaft.
Bei einer weiter bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist weist Verstelleinrichtung in ihrer Drehachse Positioniermittel zum Positionieren der Verstelleinrichtung relativ zu dem Lageraußenteil aufweist. Auch wenn die Befestigung der Verstelleinrichtung bereits vorzugsweise über Befestigungsmittel erfolgt, können durch Vorsehen zusätzlicher Positioniermittel selbst minimale Verlagerungen des Drehpunkts relativ zu dem Lageraußenteil bzw. Lagerbeschlag verhindert werden, die zu einem verfälschten Messergebnis führen könnten. Bei einer weiter bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Messeinrichtung als Messuhr ausgebildet. Messuhren weisen für gewöhnlich eine Messskala sowie einen diese steuernden Messfühler auf, und erlauben eine sehr einfache Messung der mittels der Verstelleinrichtung bewirkten Verstellung.
Vorzugsweise weist die Messuhr einen Messfühler auf, welcher an dem Messelement oder dem Lagerinnenteil federgespannt anlegbar ist. Dies stellt sicher, dass der Messfühler zu jeder Zeit, also während das Lagerinnenteil verstellt wird, der Bewegung desselben folgt und somit eine genaue Messung erzielt wird.
Bevorzugt ist der Messfühler in eine Ausnehmung in dem Messbolzen einführbar und an einer inneren Wandung des Lagerinnenteils anlegbar. Dadurch wird eine noch genauere Messung ermöglicht, da eine Messung der bewirkten Verstellung an dem Messbolzen selbst beispielsweise Fertigungstoleranzen desselben unterliegt.
Im Hinblick auf das erfindungsgemäße Verfahren ist mit „gegenüberliegend" vorzugsweise ein in Bezug auf den Durchmesser des Lageraußenteils diametrale Anordnung der ersten und zweiten Anlageposition gemeint. Allerdings ist auch eine schräg gegenüberliegende Anordnung möglich.
Gemäß einer weiter bevorzugten Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird an der ersten und zweiten Anschlagsposition jeweils die betragsmäßig gleiche Kraft zum Andrücken des Lagerinnenteils gegen das Lageraußenteils mittels der Verstelleinrichtung auf das Lagerinnenteil aufgebracht. Dies erhöht, wie bereits oben beschrieben, die Wiederholbarkeit der Messung.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der Lagerbolzen des Lagers vor dem Verstellen des Lagerinnenteils relativ zu dem Lageraußenteil durch ein Messelement ersetzt. Diese Maßnahme erlaubt es, das Lagerinnenteil ungehindert relativ zu dem Lageraußenteil zu bewegen.
Bei einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung wird nach dem Ersetzen des Lagerbolzens durch das Messelement dasselbe mit einem Eingriffsmittel der Verstelleinrichtung in Eingriff gebracht. Mittels diesem Vorgehen kann den geometrischen Erfordernissen einfach Rechnung getragen werden.
Gemäß einer weiter bevorzugten Weiterbildung der Erfindung wird der Wirkabschnitt zum Verstellen des Lagerinnenteils von der ersten Anlageposition in die zweite Anlageposition verschwenkt. Ein solches Verschwenken ist gegenüber einer geradlinigen Verstellung konstruktiv einfacher zu realisieren.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beiliegenden Figuren der Zeichnung näher erläutert.
Von den Figuren zeigen:
1 eine an einer gelenkigen Verbindung zwischen einem Lagerbeschlag und einer Lagergabel vorgesehene Messanordnung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
2 eine Ansicht A in Pfeilrichtung gesehen aus 1;
3 eine perspektivische Ansicht der Verstelleinrichtung aus 1;
4 eine Schnittansicht entlang der Schnittlinie B-B aus 1;
5 schematisch den Schnitt aus 4, wobei sich das Lagerinnenteil in einer beliebigen Position relativ zu dem Lageraußenteil befindet;
6 die schematische Ansicht aus 5, wobei sich das Lagerinnenteil in einer ersten Anlageposition an dem Lageraußenteil befindet;
7 die schematische Ansicht aus 5, wobei sich das Lagerinnenteil in einer zweiten Anlageposition an dem Lageraußenteil befindet;
8 eine perspektivische Ansicht, der in 1 dargestellten, bekannten Verbindungsanordnung zum gelenkig Verbinden eines Lagerbeschlags eines Seitenruders mit einer Lagergabel eines Seitenleitwerks; und
9 eine perspektivische Schnittansicht entlang der Schnittlinie C-C aus 8.
In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder funktionsgleiche Komponenten, soweit nichts gegenteiliges angegeben ist.
1 zeigt perspektivisch die bereits in den 8 und 9 beschriebene Anordnung 1 mit dem Lagerbeschlag 2 und der Lagergabel 3. Weiterhin zu sehen ist eine Messanordnung 20, welche eine Verstelleinrichtung 21 und eine Messeinrichtung 22 aufweist.
Vor dem Anbringen der Messanordnung 20 ist der in 8 und 9 dargestellte Lagerbolzen 5 durch einen in beispielsweise 2 dargestellten Messbolzens 33 zu ersetzen, wobei auch die Haltemittel 9, 10 ausgebaut werden.
Die Verstelleinrichtung 21 gliedert sich in einen Hebel 23, mittels welchem ein mit diesem fest verbundenes Eingriffmittel 24 um eine an dem Lagerbeschlag 2 festgelegte Drehachse 25 schwenkbar ist.
Die Messeinrichtung 22 ist vorzugsweise an ihrem einen Ende 26 mittels eines Klemmblocks 27 an dem Lagerbeschlag 2 festgelegt. An ihrem anderen, vorzugsweise um eine feststellbare Schwenkachse 28 relativ zu dem einen Ende 26 schwenkbaren Ende 30 ist eine Messuhr 31 mit einem Messfühler 32, der wie in 4 gezeigt mit dem Lagerinnenteil 6 in Kontakt ist, vorgesehen.
2 zeigt in einer perspektivischen Ansicht vergrößert die Verstelleinrichtung 21, wobei die Lagergabel 3 durchsichtig dargestellt ist.
An einem Aufnahmestück 34 sind ein oberes und unteres flaches Maulstück 35, 36 angebracht, welche den Messbolzens 33 an seinem oberen Ende 37 bzw. unteren Ende 38, wie dargestellt in 4, in Eingriff stehen. In 3 näher dargestellte Klemmmittel 40 sind an dem Lagerbeschlag 2 lösbar befestigbar.
Gegenüberliegend zu dem oberen und unteren Maulstück 35, 36 sind an dem Aufnahmestück 34 eine Skala 41 und der Hebel 23 aus federelastischen Material, beispielsweise Stahl, befestigt. Weiterhin weist der Hebel 23 einen der Skala 41 gegenüberliegenden Zeiger 42 auf.
Das obere und untere Maulstück 35, 36 weisen jeweils eine konzentrische Bohrung 45 auf. Durch diese Bohrungen sind der Lagergabel 3 zugeordnete Positionierabschnitte 46, 47 gesteckt. Diese dienen zum Einen einem in Positionhalten der Verstelleinrichtung 21, insbesondere während einer Kraftbeaufschlagung des Hebels 23. Zum Anderen haben die Positionierabschnitte 46, 47 eine Lager- und Führungsfunktion für das obere und untere Maulstück 35, 36, um die Drehachse 25 auszubilden.
Mittels des Hebels 23 sind demnach das obere und untere Maul stück 35, 36 um die Drehachse 25 schwenkbar. Erfordert eine weitere Bewegung des oberen und unteren Maulstücks 35, 36 in eine Schwenkrichtung 48 bzw. 49 ein nennenswertes Drehmoment um die Drehachse 25, so verbiegt sich der elastische Hebel 23 wie angedeutet in 2. Damit bewegt sich auch der Zeiger 42 relativ zu der Skala 41. Somit lässt sich sehr einfach das an dem Messbolzen 33 angelegte Kraft messen.
3 zeigt perspektivisch die Verstelleinrichtung 21, wobei insbesondere der Aufbau der Klemmmittel 40 zu erkennen ist.
Die der Lagergabel 3 zugeordneten Positionierabschnitte 46 und 47 sind jeweils vorzugsweise als Profilteil mit einem in etwa halbmondförmigen Querschnitt 44 und einer Seitenfläche 50 ausgebildet, wobei die Seitenfläche 50 dergestalt ist, dass sie der Außenkontur 51 der Lagergabel 3 folgt.
Die der Lagergabel 3 zugeordneten Positionierabschnitte 46, 47 sind über einen dem Lagerbeschlag 2 zugeordneten zwischenliegenden Positionierabschnitt 52 miteinander verbunden. Der dem Lagerbeschlag 2 zugeordnete Positionierabschnitt 52 ist vorzugsweise ebenfalls als Profilteil mit einem in etwa halbmondförmigen Querschnitt und einer Seitenfläche 50 ausgebildet, wobei die Seitenfläche 53 dergestalt ist, dass sie der Außenkontur 51 des Lagerbeschlags 2 folgt.
Ferner weisen die Klemmmittel 40 Klemmbacken 57 und 58 auf, welche mittels Schrauben 59, 60 zum Klemmen des Lagerbeschlags 2 aufeinander zu und zum Lösen voneinander weg bewegbar sind.
Weiterhin sind Führungsschrauben 61, 62 in dem Positionierabschnitt 52 fest eingeschraubt. Mit ihrem Schaft wirken die Führungsschrauben 61, 62 als Kulissenelemente für Schlitze 63, 64 in dem oberen Maulstück 35. Sie sorgen dabei für eine geführte Rotation des oberen Maulstücks 35 um die Drehachse 25.
4 zeigt eine perspektivische Schnittansicht entlang der Schnittlinie B-B aus 1.
Der Messbolzen 33 ist vorzugsweise passgenau in die Bohrung 11 für den Lagerbolzen 5 in dem kugelförmigen Lagerinnenteil 6 eingeschoben. An seinem oberen und unteren Ende 37, 38 ist der Messbolzen 33 mit entgegensetzt ausgerichteten Fasen 65, 66 versehen. Diese Fasen stehen mit korrespondierenden Fasen 69, 70 des oberen bzw. unteren Maulstücks 35, 36 in Eingriff und verhindern somit ein Verrutschen des Messbolzens 33 in seiner Längsrichtung.
Weiterhin weist der Messbolzen 33 eine Aufnahme 71 für einen Kugelsperrbolzen auf. Der Kugelsperrbolzen (nicht dargestellt) wird während des Aufbaus der Messanordnung in die Aufnahme 71 eingeführt und dort in einer Nut 72 verriegelt. Mittels des Kugelsperrbolzens wird dann der Messbolzen 33 in die Bohrung 11 in dem Lagerinnenteil 6 eingeführt. Vorzugsweise ist weiterhin ein Druckstück (nicht dargestellt) in einer Druckstückaufnahme 73 vorgesehen. Dieses liegt federgespannt gegen eine innere Wandung 78 der Bohrung 11 an und verhindert ein Herausrutschen des Messbolzens 33 aus dem Lagerinnenteil 6, solange dieser noch nicht mit den Eingriffsmitteln 24, also dem oberen und unteren Maulstück 35, 36, in Eingriff gebracht worden ist.
Ferner weist der Messbolzen eine Ausnehmung 77 auf, in welche der Messfühler 32 einführbar ist, um diesen an der inneren Wandung 78 des Lagerinnenteils 6, vorzugsweise federgespannt, anzulegen.
5 bis 7 zeigen schematisch die Schnittansicht aus 4 und illustrieren das zugrunde liegende Messprinzip.
5 zeigt einen ersten Verfahrenszustand bei der Messung des Lagerspiels. Der in den 8 und 9 dargestellte Lager bolzen 5 ist aus der Bohrung 11 des Lagerinnenteils 6 entfernt und durch einen Messbolzen 33 ersetzt worden. Das Lagerinnenteil 6 befindet sich an einer beliebigen Position relativ zu dem Lageraußenteil 7, wobei der Abstand zwischen dem Lagerinneteil 6 und Lageraußenteil 7 mit dem Bezugszeichen 80 angegeben ist.
In einem weiteren Verfahrensschritt wird der Hebel 23 in Pfeilrichtung 81, wie in 2 dargestellt, betätigt. Dadurch verschwenken die Maulstücke 35, 36 in Richtung des Pfeils 48 in 2 solange, bis das Lagerinnenteil 6 in Anlage mit dem Lageraußenteil 7 kommt, wie durch den auf mehr oder weniger Null geschrumpften Abstand 80 in 6 angedeutet wird. Anschließend wird der Hebel 23 mit einer definierten Kraft, insbesondere manuell, in Richtung des Pfeils 81 beaufschlagt. Dabei verbiegt sich der Hebel 23 elastisch und die beaufschlagte Kraft kann mittels des Zeigers 42 und der Skala 41, wie in 2 dargestellt, abgelesen werden. Zu diesem Zeitpunkt wird auch die Messuhr 31 zurückgesetzt, also die Messung beginnt von hier ab bei Null und wird vorliegend mit der Anlageposition P1 bezeichnet.
Anschließend wird der Hebel 23 mit einer Kraft in die entgegengesetzte Richtung 82, wie in 2 dargestellt, beaufschlagt. Damit verschwenkt das obere und untere Maulstück 35, 36 in Richtung 49 in 2, solange, bis das Lagerinnenteil 6 gegenüberliegend in Anlage kommt. Auch hier wird wieder die betragsmäßig gleiche Kraft auf den Hebel 23 in Richtung 82 aufgebracht. Die dann von dem Lagerinnenteil 6 eingenommene Anlageposition ist mit P2 bezeichnet.
Die von dem Messfühler 32 zurückgelegte Strecke ist auf der zugeordneten Messuhr 31 angezeigt. Die Differenz zwischen den gemessenen Werten für die Anlagepositionen P1 und P2 entspricht dem Lagerspiel 83 des Lagers 4.
Folglich kann mittels der vorliegenden Messanordnung und Messverfahren ein Lagerspiel genau und wiederholbar gemessen werden, ohne den sehr aufwendigen Abbau des Seitenruders bzw. den Ausbau des Gelenklagers 4 zu erfordern.
Alternativ könnte die Messung der Verstellung des Lagerinnenteils 6 relativ zu dem Lageraußenteil 7 auch ohne die Beaufschlagung mit einer definierten Kraft erfolgen. Allerdings wäre eine solche Messung weniger genau.
Wie bereits aufgezeigt, sind die Seitenflächen 50, 53 der Positionierabschnitte 46, 47, 52 dergestalt, dass sie mit den entsprechenden Konturen 51, 54 des Lagerbeschlags 2 bzw. der Lagergabel 3 korrespondieren. Um das Lagerspiel 83 an anderen Gelenklagern, insbesondere denen des Seitenruders, zu messen, muss deshalb beispielsweise eine Anpassung der Seitenflächen 50, 53 an die Geometrie der Konturen des jeweiligen Lagerbeschlags bzw. der jeweiligen Lagergabel erfolgen. Es ist also vorteilhaft einen Baukasten zur Verfügung gestellt werden, in welchem mehrere derartige Verstelleinrichtung 21 bereitgestellt werden, wobei diese sich beispielsweise bezügliche der Ausgestaltung der Seitenflächen 50, 53 oder im Durchmesser des Messbolzens 33 unterscheiden.
Obwohl die vorliegende Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels beschrieben wurde, ist sie darauf nicht beschränkt, sondern auf vielfältige Weise modifizierbar, Beispielsweise kann eine digitale anstelle einer analogen Messung der Verstellung erfolgen. Auch das Anlegen der definierten Kraft an dem Hebel kann automatisiert, insbesondere elektromechanisch oder elektropneumatisch erfolgen. Weiterhin können Speichermedien vorgesehen sein, um die gemessenen Messwerte später einfach verfügbar zu machen.
Selbstverständlich kann auch das Seitenleitwerk den Lagerbeschlag und das Seitenruder die Lagergabel aufweisen.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Messanordnung zum Messen eines Spiels zwischen einem Lagerinnenteil und einem Lageraußenteil eines Lagers, insbesondere bei einem Luft- oder Raumfahrzeug. Die der Erfindung dabei zugrundeliegende Idee besteht darin, das Lagerinnenteil relativ zu dem Lageraußenteil mittels einer Verstelleinrichtung zu verstellen und die bewirkte Verstellung mittels einer Messeinrichtung zu messen. Der erfindungsgemäße Vorteil liegt darin, das mittels der Erfindung eine sehr viel genauere und wiederholbare Messung gegenüber der gegenwärtigen Messung, welche auf der Sinneswahrnehmung und Erfahrung eines Mechanikers beruht, erreicht werden kann.

1: Verbindungsanordnung
2: Lagerbeschlag
3: Lagergabel
4: Gelenklager
5: Lagerbolzen
6: Lagerinnenteil
7: Lageraußenteil
8: Haltemittel
9: Haltemittel
10: Haltemittel
11: Bohrung
20: Messanordnung
21: Verstelleinrichtung
22: Messeinrichtung
23: Hebel
24: Eingriffsmittel
25: Drehachse
26: ein Ende
27: Klemmblock
28: Schwenkachse
30: anderes Ende
31: Messuhr
32: Messfühler
33: Messbolzen
34: Aufnahmestück
35: oberes Maulstück
36: unteres Maulstück
37: oberes Ende
38: unteres Ende
40: Klemmmittel
41: Skala
42: Zeiger
44: Querschnitt
45: Bohrung
46: Positionierungsabschnitt
47: Positionierungsabschnitt
48: Schwenkrichtung
49: Schwenkrichtung
50: Seitenfläche
51: Außenkontur
52: Positionierungsabschnitt
53: Seitefläche
54: Außenkontur
57: Klemmbacke
58: Klemmbacke
59: Schraube
60: Schraube
61: Führungsschraube
62: Führungsschraube
63: Schlitz
64: Schlitz
65: Fase
66: Fase
69: Fase
70: Fase
71: Kugelsperrbolzenaufnahme
72: Nut
77: Ausnehmung
78: Wandung
80: Abstand
81: Richtung
82: Richtung
83: Lagerspiel
21: erste Anlageposition
22: zweite Anlageposition

Claims

Messanordnung (1) zum Messen eines Spiels (83) zwischen einem Lagerinnenteil (6) und einem Lageraußenteil (7) eines Lagers (4), insbesondere bei einem Luft- oder Raumfahrzeug, mit einer Verstelleinrichtung (21) zum Verstellen des Lagerinnenteils (6) relativ zu dem Lageraußenteil (7) und einer Messeinrichtung (22) zum Messen der bewirkten Verstellung (80).
Messanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstelleinrichtung (21) direkt an dem Lagerinnenteil (6) angreift.
Messanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstelleinrichtung (21) ein Messelement (33) aufweist, welches in dem Lagerinnenteil (6) festlegbar ist.
Messanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Messelement (33) als Messbolzen ausgebildet ist, welcher in eine Bohrung (11) des Lagerinnenteils (6) einschiebbar ist.
Messanordnung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstelleinrichtung (21) ein Eingriffmittel (24) aufweist, welches mit dem Messelement (33) in Eingriff bringbar ist.
Messanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstelleinrichtung (21) eine Drehachse (25) aufweist, um welchen das Eingriffsmittel (24) schwenkbar ist.
Messanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstelleinrichtung (21) auf ihrer Drehachse (25) Befestigungsmittel (40) aufweist, mittels welchen die Verstelleinrichtung (21) an einem Lagerbeschlag (2) des Lagers (4) festlegbar ist.
Messanordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungsmittel (40) als Klemmeinrichtung (40) zum Klemmen der Verstelleinrichtung (21) an den Lagerbeschlag (2) ausgebildet sind.
Messanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Kraftmesseinrichtung (23, 41, 42) für eine wiederholbare Messung der Verstellung vorgesehen ist, mittels welcher eine von der Verstelleinrichtung (21) auf das Lagerinnenteil (6) aufgebrachte Kraft messbar ist.
Messanordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraftmesseinrichtung (23, 41, 42) als elastischer Hebel (23) ausgebildet ist, mittels welchem das Eingriffsmittel (24) um die Drehachse (25) schwenkbar ist.
Messanordnung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass eine aus einer elastischen Verformung des elastischen Hebels (23) ableitbare Kraft an einer Skala (41) der Kraftmesseinrichtung (23, 41, 42) ablesbar ist.
Vorrichtung nach wenigstens einem der vorherigen Ansprüche 5 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Eingriffsmittel (24) wenigstens ein Maulstück (35, 36) zum abschnittsweise Umgreifen des Messbolzens (33) an seinem Umfang aufweist.
Messanordnung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Eingriffsmittel (24) zwei Maulstücke (35, 36) zum Umgreifen des Messbolzens (33) an gegenüberliegenden Enden (37, 38) aufweist.
Messanordnung nach einem der Ansprüche 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Maulstück (35, 36) derart flach ausgebildet ist, dass es zwischen einem Lagerbeschlag (2) und einer Lagergabel (3) des Lagers (4) zu dem Messbolzen (33) hin einführbar ist.
Messanordnung nach wenigstens einem der vorherigen Ansprüche 6 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstelleinrichtung (21) in ihrer Drehachse (25) Positioniermittel (46, 47, 52) zum Positionieren der Verstelleinrichtung (21) relativ zu dem Lageraußenteil (7) aufweist.
Messanordnung nach wenigstens einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Messeinrichtung (22) als Messuhr (31) ausgebildet ist.
Messanordnung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Messuhr (31) einen Messfühler (32) aufweist, welcher an dem Messelement (33) oder dem Lagerinnenteil (6) federgespannt anlegbar ist.
Messanordnung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Messfühler (32) in eine Ausnehmung (77) in dem Messbolzen (33) einführbar und an einer inneren Wandung (78) des Lagerinnenteils (6) anlegbar ist.
Verfahren zum Messen eines Spiels (83) zwischen einem Lagerinnenteil (6) und einem Lageraußenteil (7) bei einem Luft- oder Raumfahrzeug, mit folgenden Verfahrensschritten: – Verstellen des Lagerinnenteils (6) von einer ersten Anlageposition (P1) des Lagerinnenteils (6) an dem Lageraußenteil (7) zu einer zweiten, der ersten gegenüberliegenden Anlageposition (P2) an dem Lageraußenteil (7) mittels einer Verstelleinrichtung (21) zum Verstellen des Lagerinnenteils (6) relativ zu dem Lageraußenteil (7); und – Messen der Verstellung (80) mittels einer Messeinrichtung (22).
Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass an der ersten und zweiten Anlageposition (P1, P2) jeweils die betragsmäßig gleiche Kraft zum Andrücken des Lagerinnenteils (6) gegen das Lageraußenteil (7) mittels der Verstelleinrichtung (21) auf das Lagerinnenteil (6) aufgebracht wird.
Verfahren nach Anspruch 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, dass ein Lagerbolzen (5) des Lagers (4) vor dem Verstellen des Lagerinnenteils (6) relativ zu dem Lageraußenteil (7) durch ein Messelement (33) ersetzt wird.
Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Ersetzen des Lagerbolzens (5) durch das Messelement (33) dasselbe mit einem Eingriffsmittel (24) der Verstelleinrichtungen (21) in Eingriff gebracht wird.
Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass das Eingriffsmittel (24) zum Verstellen des Lagerinnenteils (6) von der ersten Anschlagsposition (P1) in die zweite Anschlagsposition (P2) geschwenkt wird.