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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Aus
der
DE 222 973 ist eine
Messanordnung mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs
1 bekannt.
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Aus
der
US 6,021,580 ist
ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff
des Patentanspruchs 13 bekannt.
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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.
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Erfindungsgemäß wird diese
Aufgabe durch eine Messanordnung mit den Merkmalen des Patentanspruchs
1 und durch ein Messverfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs
19 gelöst.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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In
den Unteransprüchen
finden sich vorteilhafte Ausgestaltungen und Verbesserungen der
Erfindung.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Bei
einer weiter bevorzugten Weiterbildung der Erfindung weist die Verstelleinrichtung
eine Drehachse auf, um welche das Eingriffsmittel schwenkbar ist.
Dadurch kann das an dem Lagerinnenteil festgelegte Messelement sehr
einfach verstellt werden.
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Vorzugsweise
weist die Verstelleinrichtung in ihrer 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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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
eines solchen Maulstücks
besonders an, da dieses durch geradliniges Bewegen der Verstelleinrichtung
in Eingriff mit dem Messbolzen gebracht werden kann.
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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.
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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.
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Bei
einer weiter bevorzugten Weiterbildung der Erfindung weist die Verstelleinrichtung
in ihrer Drehachse Positioniermittel zum Positionieren der Verstelleinrichtung
relativ zu dem Lageraußenteil
auf. 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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Die
Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme
auf die beiliegenden Figuren der Zeichnung näher erläutert.
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Von
den Figuren zeigen:
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1 eine
an einer gelenkigen Verbindung zwischen einem Lagerbeschlag und
einer Lagergabel vorgesehene Messanordnung gemäß einem Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung;
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2 eine
Ansicht A in Pfeilrichtung gesehen aus 1;
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3 eine
perspektivische Ansicht der Verstelleinrichtung aus 1;
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4 eine
Schnittansicht entlang der Schnittlinie B-B aus 1;
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5 schematisch
den Schnitt aus 4, wobei sich das Lagerinnenteil
in einer beliebigen Position relativ zu dem Lageraußenteil
befindet;
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6 die
schematische Ansicht aus 5, wobei sich das Lagerinnenteil
in einer ersten Anlageposition an dem Lageraußenteil befindet;
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7 die
schematische Ansicht aus 5, wobei sich das Lagerinnenteil
in einer zweiten Anlageposition an dem Lageraußenteil befindet;
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8 eine
perspektivische Ansicht, der in 1 dargestellten,
bekannten Verbindungsanordnung zum gelenkig Verbinden eines Lagerbeschlags eines
Seitenruders mit einer Lagergabel eines Seitenleitwerks; und
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9 eine
perspektivische Schnittansicht entlang der Schnittlinie C-C aus 8.
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In
den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder funktionsgleiche
Komponenten, soweit nichts gegenteiliges angegeben ist.
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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.
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Vor
dem Anbringen der Messanordnung 20 ist der in 8 und 9 dargestellte
Lagerbolzen 5 durch einen in beispielsweise 2 dargestellten Messbolzen 33 zu
ersetzen, wobei auch die Haltemittel 9, 10 ausgebaut
werden.
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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.
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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.
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2 zeigt
in einer perspektivischen Ansicht vergrößert die Verstelleinrichtung 21,
wobei die Lagergabel 3 durchsichtig dargestellt ist.
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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.
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Gegenüberliegend
zu dem oberen und unteren Maulstück 35, 36 sind
an dem Aufnahmestück 34 eine
Skala 41 und der Hebel 23 aus federelastischem Material,
beispielsweise Stahl, befestigt. Weiterhin weist der Hebel 23 einen
der Skala 41 gegenüberliegenden
Zeiger 42 auf.
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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.
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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 die an dem Messbolzen 33 angelegte Kraft messen.
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3 zeigt
perspektivisch die Verstelleinrichtung 21, wobei insbesondere
der Aufbau der Klemmmittel 40 zu erkennen ist.
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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.
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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.
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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.
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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.
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4 zeigt
eine perspektivische Schnittansicht entlang der Schnittlinie B-B
aus 1.
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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.
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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.
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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.
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5 bis 7 zeigen
schematisch die Schnittansicht aus 4 und illustrieren
das zugrunde liegende Messprinzip.
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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.
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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 21 bezeichnet.
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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.
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Die
von dem Messfühler 32 zurückgelegte Strecke
ist auf der zugeordneten Messuhr 31 angezeigt. Die Differenz
zwischen den gemessenen Werten für
die Anlagepositionen 21 und 22 entspricht dem
Lagerspiel 83 des Lagers 4.
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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.
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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.
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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.
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Obwohl
die vorliegende Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels
beschrieben wurde, ist sie darauf nicht beschränkt, sondern auf vielfältige Weise
modifizierbar.
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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.
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Selbstverständlich kann
auch das Seitenleitwerk den Lagerbeschlag und das Seitenruder die
Lagergabel aufweisen.
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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, dass 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.