CH711738A1 - Blade coupling device for coupling with a rotor mast for forming a rotor head of a rotorcraft. - Google Patents
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- CH711738A1 CH711738A1 CH01639/15A CH16392015A CH711738A1 CH 711738 A1 CH711738 A1 CH 711738A1 CH 01639/15 A CH01639/15 A CH 01639/15A CH 16392015 A CH16392015 A CH 16392015A CH 711738 A1 CH711738 A1 CH 711738A1
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Abstract
Bei einer Rotorblattkopplungsvorrichtung (2) zur Kopplung mit einem Rotormast, umfassend ein Rotorkopfzentralstück (7), mindestens drei am Rotorkopfzentralstück (7) befestigte Rotorblatthalterungen (4) zur Aufnahme von mindestens drei in einer Rotorebene (RE) liegenden Rotorblättern, sowie mindestens ein Verbindungsmittel zwischen benachbarten Rotorblatthalterungen (4), wobei die Rotorblatthalterungen (4) jeweils um eine vertikal zur Rotorebene (RE) stehende Schwenkachse (RLL) schwenkbewegbar sind, wobei das mindestens eine Verbindungsmittel durch eine Dämpfungsvorrichtung (D) ausgebildet ist, und wobei die Rotorblattkopplungsvorrichtung (2) ein jeweils eine Rotorblatthalterung (4) querendes, plattenförmiges Transferelement (10) gekoppelt mit mindestens einer Dämpfungsvorrichtung (D) umfasst, soll eine Rotorblattkopplungsvorrichtung mit einem vereinfachten Aufbau bereitgestellt werden, welche eine verbesserte Dämpfung gegenüber Lead-lag-Bewegungen gewährleistet. Dies wird dadurch erreicht, dass das jeweils eine Rotorblatthalterung (4) querende, plattenförmige Transferelement (10) einen Bestandteil zweier benachbarter Dämpfungsvorrichtungen (D) bildet und in direkter Wirkverbindung mit den zwei benachbarten Dämpfungsvorrichtungen (D) steht.In a rotor blade coupling device (2) for coupling to a rotor mast, comprising a rotor head center piece (7), at least three rotor blade holders (4) fastened to the rotor head center piece (7) for accommodating at least three rotor blades lying in a rotor plane (RE) and at least one connection means between adjacent rotor blade holders (4), wherein the rotor blade holders (4) in each case about a vertically to the rotor plane (RE) standing pivot axis (RLL) are pivotally movable, wherein the at least one connecting means by a damping device (D) is formed, and wherein the rotor blade coupling device (2) a plate-shaped transfer element (10), which in each case crosses a rotor blade holder (4) and is coupled to at least one damping device (D), is to be provided with a rotor blade coupling device of a simplified construction which ensures improved damping against lead-lag movements. This is achieved in that the plate-shaped transfer element (10) crossing each rotor blade holder (4) forms part of two adjacent damping devices (D) and is in direct operative connection with the two adjacent damping devices (D).
Description
Beschreibung Technisches Gebiet [0001] Die vorliegende Erfindung beschreibt eine Rotorblattkopplungsvorrichtung eines Rotorkopfs für einen Drehflügler wie beispielsweise einen Hubschrauber oder einen Helikopter gemäss dem Oberbegriff des ersten Patentanspruchs.Description TECHNICAL FIELD The present invention describes a rotor blade coupling device of a rotor head for a rotorcraft such as a helicopter or a helicopter according to the preamble of the first claim.
[0002] Die Rotorblattkopplungsvorrichtung gemäss der vorliegenden Erfindung beschäftigt sich insbesondere mit den bei der Rotation der Rotorblätter auftretenden Schlag- und Schwenkbewegungen.The rotor blade coupling device according to the present invention is particularly concerned with the occurring during rotation of the rotor blades whipping and pivoting movements.
[0003] Üblicherweise umfassen Rotorblattkopplungsvorrichtungen ein vertikal zur Rotorebene stehendes Drehgelenk mit einstellbarem Winkelverstellwiederstand zwischen einzelnen Rotorblatthalterungen und einem jeweilig zugehörigen, auftriebserzeugenden Rotorblatt. In der horizontalen Rotorebene tritt eine in Abhängigkeit der Stellung des jeweiligen Rotorblatts auftretende Schwenkbewegung auf. Diese Schwenkbewegung ist rückwärts, d.h. entgegen der Umlaufrichtung («lag») eines Rotorblatts, beziehungsweise vorwärts, d.h. in Umlaufrichtung («lead») eines Rotorblatts gerichtet. Üblicherweise ist der Winkelverstellwiederstand anhand hydraulischer Dämpfungselemente einstellbar, welche solche so genannten Lead-Iag-Bewegungen verlangsamen beziehungsweise dämpfen. Hydraulische Dämpfungselemente sind besonders umständlich hinsichtlich Montage, Inspektion und Wartung. Solche Lead-Iag-Bewegungen werden hauptsächlich durch Corioliskräfte und Luftwiderstand verursacht, wobei auch Fliehkräfte und Trägheitskräfte Einfluss auf die Lead-Iag-Bewe-gungen haben.Typically, rotor blade coupling devices include a vertically to the rotor level rotary joint with adjustable Winkelverstellwiederstand between individual rotor blade holders and a respective associated, buoyancy generating rotor blade. In the horizontal rotor plane occurs depending on the position of the respective rotor blade occurring pivotal movement. This pivotal movement is backward, i. against the direction of rotation ("lag") of a rotor blade, or forward, i. directed in the direction of rotation ("lead") of a rotor blade. Usually, the Winkelverstellwiederstand is adjustable by means of hydraulic damping elements which slow down or dampen such so-called lead-hunting movements. Hydraulic damping elements are particularly cumbersome in terms of assembly, inspection and maintenance. Such lead-hunt moves are mainly caused by Coriolis forces and air resistance, with centrifugal forces and inertial forces influencing the lead-jaw movements.
Stand der Technik [0004] Bekannt sind beispielsweise aus US 2008/0159 862 A1 Rotorblattkopplungsvorrichtungen, wobei eine Vielzahl von (in Umlaufrichtung der rotierenden Rotorblätter federnden) Dämpfungselementen als Verbindungselemente zwischen jeweils zwei benachbarten Rotorblättern angeordnet sind und die Lead-Iag-Bewegungen dämpfen.PRIOR ART US 2008/0159 862 A1 discloses, for example, rotor blade coupling devices in which a plurality of damping elements (resilient in the direction of rotation of the rotating rotor blades) are arranged as connecting elements between in each case two adjacent rotor blades and damp the lead-hunting movements.
[0005] Solche aus US 2008/0159 862 A1 bekannten Dämpfungselemente zwischen jeweils zwei benachbarten Rotorblättern werden üblicherweise auch als «interblade»-Dämpfer bezeichnet. Die aus US 2008/0159 862 A1 bekannte Rotorblattkopplungsvorrichtung mit Dämpfungselementen zwischen jeweils zwei benachbarten Rotorblättern entspricht einem komplexen Aufbau. So ist im Übergangsbereich zwischen den einzelnen Dämpfungselementen und Rotorblatthalterungen eine zusätzliche Anordnung von jeweils zwei Gelenken und verbindenden Laschen notwendig, welche einem besonders grossen Wartungsaufwand bedürfen. Im Weiteren hat sich gezeigt, dass solche zwei von der blade-pitch-Achse beabstan-dete Gelenke negative, dynamische Effekte erzeugen können.Such known from US 2008/0159 862 A1 damping elements between each two adjacent rotor blades are commonly referred to as "interblade" damper. The rotor blade coupling device known from US 2008/0159 862 A1 with damping elements between in each case two adjacent rotor blades corresponds to a complex construction. Thus, an additional arrangement of two joints and connecting tabs is necessary in the transition region between the individual damping elements and rotor blade holders, which require a particularly large amount of maintenance. Furthermore, it has been found that such two joints articulated by the blade-pitch axis can produce negative, dynamic effects.
[0006] Nachfolgend werden weitere aus dem Stand der Technik bekannte Rotorblattkopplungsvorrichtungen benannt, welche Verbindungselemente im Querungsbereich der Rotorblatthalterungen aufweisen sowie Dämpfungsmittel, um die Lead-Iag-Bewegungen dämpfen.Below are further known from the prior art rotor blade coupling devices are named, which have connecting elements in the transverse region of the rotor blade mounts and damping means to dampen the lead hunting movements.
[0007] Aus US 2010/0215 496 A1 ist eine Rotorblattkopplungsvorrichtung bekannt, welche einen ähnlichen Aufbau wie die Rotorblattkopplungsvorrichtung aus US 2008/0159 862 A1 aufweist.From US 2010/0215 496 A1 discloses a rotor blade coupling device is known, which has a similar structure as the rotor blade coupling device of US 2008/0159 862 A1.
[0008] Die aus US 2010/0215 496 A1 bekannte Rotorblattkopplungsvorrichtung umfasst als eine im Rotorblatthalterung querenden Bereich angeordnete eine Dämpfungsvorrichtung, wobei diese Dämpfungsvorrichtung ein elastomeres Bauteil umfasst. Die Dämpfung basiert auf einer elastischen Verdrehung des elastomeren Bauteils. Zwischen den Dämpfungsvorrichtungen sind als Verbindungselemente zwischen den Rotorblättern vorzugsweise aus steifem Material ausgebildete Stangen angeordnet.The rotor blade coupling device known from US 2010/0215 496 A1 comprises a damping device arranged as a region which traverses the rotor blade holder, this damping device comprising an elastomeric component. The damping is based on an elastic rotation of the elastomeric component. Between the damping devices are formed as connecting elements between the rotor blades preferably made of rigid material rods.
[0009] Die aus US 2010/0215 496 A1 bekannte Rotorblattkopplungsvorrichtung ist aufwendig in der Montage und Wartung.The known from US 2010/0215 496 A1 rotor blade coupling device is expensive to install and maintain.
[0010] Aus US 4 915 585 ist eine weitere Rotorblattkopplungsvorrichtung bekannt mit einer Vielzahl von an jeweils einer Rotorblatthalterung angeordneten Rotorblättern sowie Dämpfungsmitteln zur Dämpfung von Lead-Iag-Bewegungen. Im Weiteren offenbart US 4,915,585 Dämpfungsvorrichtungen als Verbindungsmittel zwischen benachbarten Rotorblatthalterungen, so genannte «Interblade»-Dämpfer. Zudem umfasst die Rotorblattkopplungsvorrichtung aus US 4 915 585 gemäss einer bevorzugten Variante jeweils die Rotorblatthalterung querende, V-förmige und starr ausgebildete Hebelelemente, wobei ein Hebelarm des Hebelelements gelenkig und der andere Hebelarm starr mit einer Dämpfungsvorrichtung in Verbindung steht.From US 4 915 585 a further rotor blade coupling device is known with a plurality of rotor blades each arranged on a rotor blades and damping means for damping of lead hunting movements. Furthermore, US 4,915,585 discloses damping devices as connecting means between adjacent rotor blade mounts, so-called "interblade" dampers. In addition, according to a preferred variant, the rotor blade coupling device of US Pat. No. 4,915,585 each comprises the rotor blade holder crossing, V-shaped and rigidly formed lever elements, one lever arm of the lever element being articulated and the other lever arm being rigidly connected to a damping device.
Darstellung der Erfindung [0011] Die vorliegende Erfindung hat sich zur Aufgabe gestellt, eine gegenüber der aus dem Stand der Technik bekannten Rotorblattkopplungsvorrichtungen einfachere, gelenkarme Rotorblattkopplungsvorrichtung mit einem vereinfachten Aufbau bereitzustellen, welche eine verbesserte Dämpfung gegenüber Lead-Iag-Bewegungen gewährleistet.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a rotor blade coupling device of a simpler, low-articulation rotor blade coupling device which is simpler in construction and which ensures improved damping against lead-hauling movements compared with the rotor blade coupling devices known from the prior art.
[0012] Diese Aufgaben werden durch eine Rotorblattkopplungsvorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst.These objects are achieved by a rotor blade coupling device with the features of claim 1.
[0013] Erfindungsgemäss bildet ein jeweils eine Rotorblatthalterungsquerendes plattenförmiges Transferelement einen Bestandteil zweier benachbarter Dämpfungsvorrichtungen und steht in direkter Wirkverbindung mit den zwei benachbarten Dämpfungsvorrichtungen.[0013] According to the invention, a respective plate-shaped transfer element, which in each case supports a rotor blade holder, forms a component of two adjacent damping devices and is in direct operative connection with the two adjacent damping devices.
[0014] Die Gesamtheit der querenden, plattenförmigen Transferelemente sowie Dämpfungsvorrichtungen bilden einen geteilten Ring beziehungsweise eine Ringanordnung. Der geteilte Ring bildet im mit dem Rotorkopf gekoppelten Zustand der erfindungsgemässen Rotorblattkopplungsvorrichtung keine direkte mechanische und starre Wirkverbindung zwischen dem geteilten Ring und Rotormast, so dass der geteilte Ring sozusagen vollständig kardanisch gelagert ist. Die Ringanordnung aus der Gesamtheit der querenden, plattenförmigen Transferelemente sowie Dämpfungsvorrichtungen kann im Wesentlichen kreisförmig oder vieleckig, insbesondere fünfeckig, ausgebildet sein.The entirety of the transverse, plate-shaped transfer elements and damping devices form a split ring or a ring assembly. The split ring forms in coupled to the rotor head state of the rotor blade coupling device according to the invention no direct mechanical and rigid operative connection between the split ring and rotor mast, so that the split ring is mounted, so to speak, completely gimbal. The ring arrangement of the entirety of the transverse, plate-shaped transfer elements and damping devices may be substantially circular or polygonal, in particular pentagonal, formed.
[0015] Mit anderen Worten kann der geteilte Ring beziehungsweise die Ringanordnung der erfindungsgemässen Rotorblattkopplungsvorrichtung als eine Ringanordnung mit flexiblen Abschnitten aufgefasst werden, wobei die flexiblen Abschnitte durch die Dämpfungsvorrichtungen gebildet werden.In other words, the split ring or the ring assembly of the rotor blade coupling device according to the invention can be regarded as a ring assembly with flexible sections, wherein the flexible sections are formed by the damping devices.
[0016] Es wurde vorteilhaft gefunden, dass durch eine derartige Ringanordnung der erfindungsgemässen Rotorblattkopplungsvorrichtung hinsichtlich des so genannten «regressive mode» betreffend Bodenresonanz eine besonders gute Dämpfung erzielt wird.It has been found advantageous that a particularly good damping is achieved by such a ring arrangement of the rotor blade coupling device according to the invention with respect to the so-called "regressive mode" with respect to ground resonance.
[0017] Im Weiteren wurde überraschend gefunden, dass bei der Ringanordnung der erfindungsgemässen Rotorblattkopplungsvorrichtung die bei der Rotation der Rotorblätter auftretenden, kollektiven und zyklischen Schlagbewegungen einen verringerten Einfluss auf die Dämpfungsvorrichtungen haben im Vergleich mit den Lead-Iag-Dämpfungs-Systemen bekannter Rotorblattkopplungsvorrichtungen. In diesem Zusammenhang kann zudem als vorteilhaft erwähnt werden, dass bei der erfindungsgemässen Rotorblattkopplungsvorrichtung solche Schlagbewegungen bereits aerodynamisch in einem hohen Masse gedämpft ist, wodurch eine zusätzliche, unerwünschte Belastung auf die Komponenten der Dämpfungsvorrichtungen der erfindungsgemässen Rotorblattkopplungsvorrichtung verringert ist und dadurch die Lebensdauer der Komponenten der Dämpfungsvorrichtungen erhöht wird.Furthermore, it was surprisingly found that in the ring assembly of the inventive rotor blade coupling device occurring during the rotation of the rotor blades, collective and cyclic impact movements have a reduced influence on the damping devices in comparison with the lead-lag damping systems of known rotor blade coupling devices. In this context, it can also be mentioned as advantageous that in the rotor blade coupling device according to the invention such striking movements are already aerodynamically damped to a high degree, whereby an additional undesirable load on the components of the damping devices of the rotor blade coupling device according to the invention is reduced and thereby the life of the components of the damping devices is increased.
[0018] Gemäss einer bevorzugten Weiterbildung ist das die Rotorblatthalterung querende, plattenförmige Transferelement winklig oder kreissegmentförmig mit zwei Armen ausgestaltet, wobei zwei Arme je zweier benachbarter Transferelemente mittelbar über die als Plattendämpfer ausgebildete Dämpfungsvorrichtung miteinander verbunden sind. Eine genügend steife Ausbildung der die Rotorblatthalterung querenden Transferelemente ist durch die Materialwahl und/oder Geometriewahl, insbesondere die Dicke des Transferelements, erzielbar. Besonders bevorzugt werden als Materialien zur Erzielung der erforderlichen Steifigkeit der Transferelemente im Flugzeugbau übliche Materialien wie Aluminium, Stahl, Titan oder deren Legierungen, oder Faserverbundwerkstoffe, z.B. Carbon und/oder Glasfaser, verwendet.According to a preferred embodiment, the rotor blade holder crossing, plate-shaped transfer element is designed angularly or circular segment-shaped with two arms, wherein two arms of each two adjacent transfer elements are indirectly connected to each other via the damping device designed as a plate damper. A sufficiently rigid design of the rotor blade holder crossing transfer elements can be achieved by the choice of material and / or geometry, in particular the thickness of the transfer element. Particularly preferred materials for achieving the required rigidity of the transfer elements in aircraft construction are conventional materials such as aluminum, steel, titanium or their alloys, or fiber composites, e.g. Carbon and / or glass fiber used.
[0019] Bevorzugt sind die querenden, plattenförmigen Transferelemente einstückig ausgebildet, es ist jedoch auch denkbar, dass die querenden, plattenförmigen Transferelemente mehrstückig ausgebildet sind. Im Sinne der vorliegenden Erfindung handelt es sich in diesem Zusammenhang sowohl bei einem einstückigen, plattenförmigen Transferelement wie auch einem mehrteilig ausgestalteten, plattenförmigen Transferelement um ein strukturell starr ausgebildetes Element ohne gelenkige Abschnitte.Preferably, the transverse, plate-shaped transfer elements are integrally formed, but it is also conceivable that the transverse, plate-shaped transfer elements are formed in several pieces. In the context of the present invention, in this context, in the case of a one-piece, plate-shaped transfer element as well as a multi-part, plate-shaped transfer element, this is a structurally rigid element without articulated sections.
[0020] Indem erfindungsgemäss die die Blatthalterungen querenden Transferelemente ein integrierter Bestandteil zweier benachbarter Dämpfungsvorrichtungen bildet und dadurch in direkter Wirkverbindung mit den zwei benachbarten Dämpfungsvorrichtungen steht, kann eine verbesserte, direkte Verteilung der auf jeweils ein Rotorblatt wirkenden Kräfte auf zwei Dämpfungsvorrichtungen erfolgen, woraus eine verbesserte Dämpfung der Lead-Iag-Bewegungen resultiert. Unter Wirkverbindung wird gemäss der vorliegenden Erfindung verstanden, dass das querende Transferelement derart in die Dämpfungsvorrichtung integriert ist, dass zwischen dem querenden plattenförmigen Transferelement und den anderen Komponenten der Dämpfungsvorrichtung eine Relativbewegung stattfinden kann. Im Sinne der vorliegenden Erfindung wird unter direkten Wirkverbindung zwischen plattenförmigem Transferelement und Dämpfungsvorrichtung verstanden, dass zwischen Transferelement und Dämpfungsvorrichtung keine zusätzlichen Gelenke angeordnet sind im Gegensatz zur Rotorblattkopplungsvorrichtung aus US 4 915 585.According to the invention, the transfer elements crossing the blade holders forms an integral part of two adjacent damping devices and is thus in direct operative connection with the two adjacent damping devices, an improved, direct distribution of the forces acting on one rotor blade on two damping devices, resulting in an improved Damping the lead-jaw movements results. According to the present invention, operative connection is understood to mean that the transverse transfer element is integrated into the damping device in such a way that a relative movement can take place between the transverse plate-shaped transfer element and the other components of the damping device. For the purposes of the present invention, a direct operative connection between the plate-shaped transfer element and the damping device is understood to mean that no additional joints are arranged between the transfer element and the damping device, in contrast to the rotor blade coupling device of US Pat. No. 4,915,585.
[0021] Im Sinne der vorliegenden Erfindung kann die erfindungsgemässe Rotorblattkopplungsvorrichtung bevorzugt mit dem Rotormast eines Hauptrotors gekoppelt werden. Alternativ ist es jedoch auch denkbar, dass die erfindungsgemässe Rotorblattkopplungsvorrichtung am Heckrotor anbringbar ist. Im Weiteren kann die Anwendung der erfindungsgemässen Rotorblattkopplungsvorrichtung bemannte und unbemannte Drehflügler betreffen.For the purposes of the present invention, the rotor blade coupling device according to the invention can preferably be coupled to the rotor mast of a main rotor. Alternatively, however, it is also conceivable that the rotor blade coupling device according to the invention can be attached to the tail rotor. In addition, the application of the rotor blade coupling device according to the invention can relate to manned and unmanned rotorcraft.
[0022] Vorzugsweise umfasst die erfindungsgemässe Rotorblattkopplungsvorrichtung jeweils ein elastomeres, sphärisches Lagerelement für eine Rotorblatthalterung, um Schwenkbewegungen und Schlagbewegungen zu erlauben. Besonders bevorzugt sind die sphärischen Lagerelemente derart ausgestaltet und in der Rotorblattkopplungsvorrichtung angeordnet, dass die mindestens drei Rotorblatthalterungen sich bei der Rotation in die Umlaufrichtung flexibel verhalten und die mindestens drei Rotorblatthalterungen relativ zum Rotorkopfzentralstück bezüglich einer Rotorlängsachse um eine im Wesentlichen vertikal zur Rotorebene stehende Schwenkachse schwenkbewegbar sind und dadurch «Iead-Iag»-Bewe-gungen erlauben. Im Weiteren ist das elastomere, sphärische Lagerelement derart ausgestaltet, dass sich das elastomere, sphärische Lagerelement in Richtung der Schlagbewegungen flexibel verhält. Zudem sind die elastomeren, sphärischenPreferably, the rotor blade coupling device according to the invention in each case comprises an elastomeric, spherical bearing element for a rotor blade holder in order to allow pivoting movements and impact movements. Particularly preferably, the spherical bearing elements are configured and arranged in the rotor blade coupling device, that the at least three rotor blade holders behave flexibly during rotation in the circumferential direction and the at least three rotor blade holders relative to the rotor head central piece with respect to a rotor longitudinal axis are pivotable about a pivot axis substantially vertical to the rotor plane and thereby allow "Iead-Jay" movements. Furthermore, the elastomeric, spherical bearing element is configured such that the elastomeric, spherical bearing element behaves flexibly in the direction of the impact movements. In addition, the elastomeric, spherical
Lagerelement derart ausgestaltet, um sich gegenüber «blade-pitch»-Rotationen flexibel zu verhalten. Derartig ausgestaltete Lagerelemente sind in Fachkreisen auch als sogenannte «laminated spherical thrust hearing» bekannt.Bearing element designed so as to behave flexibly against «blade-pitch» rotations. Such configured bearing elements are known in professional circles as so-called "laminated spherical thrust hearing".
[0023] Vorzugsweise weist das Rotorkopfzentralstück mindestens zwei Durchbrüche auf, wobei jeweils in einem Durchbruch ein elastomeres, sphärisches Lagerelement angeordnet ist. Alternativ ist es denkbar, dass anstelle eines elastome-ren, sphärischen Lagerelements an dieser Stelle ein mechanisches Lagerelement angeordnet ist.Preferably, the rotor head central piece has at least two openings, wherein in each case an elastomeric, spherical bearing element is arranged in a breakthrough. Alternatively, it is conceivable that instead of a elastome-ren, spherical bearing element at this point, a mechanical bearing element is arranged.
[0024] Solche elastomere, sphärische Lagerelemente bewirken vorteilhaft eine Übertragung der Zentrifugallast von jeweils einer Rotorblatthalterung zum Rotormast. Insbesondere übertragen solche elastomere, sphärische Lagerelemente die Zentrifugalkraft (unter Druck) und lassen Schlag-, Schwenk- und so genannte «blade-pitch»-Rotationsbewegungen zu. Im Sinne der vorliegenden Erfindung wird unter dem Begriff «elastomer» verstanden, dass als Material vorzugsweise Gummi verwendet wird und dass dadurch die sphärischen Lager sich bei Zug- und Druckbelastungen elastisch verformen, sich aber danach wieder in ihre ursprüngliche, unverformte Gestalt zurückfinden.Such elastomeric spherical bearing elements advantageously effect a transmission of the centrifugal load of one rotor blade holder to the rotor mast. In particular, such elastomeric spherical bearing elements transmit the centrifugal force (under pressure) and allow for whipping, pivoting and so-called blade-pitch rotational motions. For the purposes of the present invention, the term "elastomeric" is understood to mean that rubber is preferably used as the material and that thereby the spherical bearings deform elastically under tensile and compressive loads, but then return to their original, undeformed shape.
[0025] Weitere vorteilhafte Ausgestaltungsformen sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.Further advantageous embodiments are specified in the dependent claims.
[0026] Vorzugsweise sind die querenden, plattenförmigen Transferelemente zu den Blatthalterungen kippbar gelagert, beispielsweise mittels eines Gleitlagers, insbesondere Kugelgelenklagers mit einer Gleitschicht, und/oder mittels eines Elastomerlagers, insbesondere Kugelgelenklagers mit einer oder mehreren Elastomerschichten. Ein solches Kipplager lässt ungehindert Rotationsbewegungen zwischen Rotorblatthalterungen und Transferelementen zu.Preferably, the transverse, plate-shaped transfer elements are tiltably mounted to the blade holders, for example by means of a sliding bearing, in particular ball joint bearing with a sliding layer, and / or by means of an elastomeric bearing, in particular ball joint bearing with one or more elastomer layers. Such a tilting bearing allows unhindered rotational movements between rotor blade holders and transfer elements.
[0027] Bevorzugt ist die Dämpfungsvorrichtung als Plattendämpfer ausgebildet, wobei besonders bevorzugt der Plattendämpfer mindestens zwei voneinander beabstandete, jeweils benachbarte Rotorblatthalterungen querende, plattenförmigen Transferelemente umfasst und zumindest abschnittsweise aufnimmt. Mit anderen Worten sind als Dämpfungsvorrichtungen beliebige Ausgestaltungen von Plattendämpfern oder beliebige andere «interblade»-Dämpfer wie beispielsweise hydraulische Dämpfer im Rahmen der vorliegenden Erfindung denkbar, welche es erlauben, die querenden, plattenförmigen Transferelemente aufzunehmen.Preferably, the damping device is designed as a plate damper, wherein particularly preferably the plate damper comprises at least two spaced, each adjacent rotor blade holders transverse, plate-shaped transfer elements and at least partially receives. In other words, as cushioning devices, it is conceivable to use any desired design of plate dampers or any other "interblade" dampers, such as, for example, hydraulic dampers, which make it possible to accommodate the transverse, plate-shaped transfer elements.
[0028] Mit anderen Worten erfolgt in der als Plattendämpfer ausgebildeten Dämpfungsvorrichtung die Dämpfung durch eine Scherung von Elastomerplatten als aktive Einheiten des Plattendämpfers. Die Elastomerplatten verhalten sich vorzugsweise viskoelastisch, d.h. elastisch zur Energiespeicherung und viskos zur Energieaufnahme oder Energieumwandlung (Dämpfung).In other words, in the damping device designed as a plate damper, the damping takes place by a shear of elastomer plates as active units of the plate damper. The elastomeric sheets preferably behave viscoelastically, i. elastic for energy storage and viscous for energy absorption or energy conversion (damping).
[0029] Bevorzugt handelt es sich bei den Elastomerplatten des Plattendämpfers um Gummielemente enthaltend beispielsweise Naturgummi, Silikonkautschuk, Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk (EPDM), Polyurethan, Butylkautschuk, Urethang-ummi, Polyvinylazetat, Polyvinylchlorid und dergleichen. Idealerweise wird bei den Elastomerplatten ein Material mit einem Verlustfaktor von mindestens 0.1 gewählt.Preferably, the elastomer plates of the plate damper are rubber elements containing, for example, natural rubber, silicone rubber, ethylene-propylene-diene rubber (EPDM), polyurethane, butyl rubber, urethane rubber, polyvinyl acetate, polyvinyl chloride and the like. Ideally, a material with a loss factor of at least 0.1 is selected for the elastomer plates.
[0030] Vorzugsweise enthalten die plattenförmigen Transferelemente als Materialien Metalle, beispielsweise Aluminium, Stahl oder Titan, oder Faserverbundwerkstoffe, z.B. Carbon, Kevlar, Aramid und/oder Glasfaser.Preferably, the plate-shaped transfer elements contain as materials metals, for example aluminum, steel or titanium, or fiber composites, e.g. Carbon, kevlar, aramid and / or glass fiber.
[0031] Die jeweils eine Rotorblatthalterung querenden, plattenförmigen Transferelemente werden insofern gemäss der vorliegenden Erfindung als Bestandteil zweier benachbarter Dämpfungsvorrichtungen verstanden, indem die querenden, plattenförmigen Transferelemente zumindest abschnittsweise von den Dämpfungsvorrichtungen aufgenommen werden und mit anderen Worten in der Dämpfungsvorrichtung integriert sind. Durch die Integration der die Rotorblatthalterungen querenden, plattenförmigen Transferelemente in zwei benachbarten Dämpfungsvorrichtungen steht das querende, plattenförmige Transferelement in direkter Wirkverbindung mit den zwei benachbarten Dämpfungsvorrichtungen.According to the present invention, the plate-shaped transfer elements each crossing a rotor blade holder are understood to be part of two adjacent damping devices in that the transverse, plate-shaped transfer elements are at least partially received by the damping devices and in other words are integrated in the damping device. As a result of the integration of the plate-shaped transfer elements crossing the rotor blade holders in two adjacent damping devices, the transverse, plate-shaped transfer element is in direct operative connection with the two adjacent damping devices.
[0032] Bevorzugt sind die Kipplager im querenden Bereich der Rotorblatthalterungen, insbesondere linear in Umlaufrichtung der Rotorblätter und/oder entlang der Blattanstellwinkelachse wirkend, steifer ausgebildet als die zwischen den Rotorblatthalterungen angeordneten, als Plattendämpfer ausgebildeten Dämpfungsvorrichtungen. Im Sinne der vorliegenden Erfindung wird unter der Steifigkeit der als Plattendämpfer ausgestalteten Dämpfungsvorrichtung eine aus der Wahl dessen Komponenten in Kombination mit deren Geometrie beziehungsweise Form und der ausbildbaren Fixierung der Komponenten resultierende Steifigkeit verstanden.Preferably, the tilting bearings in the transverse region of the rotor blade holders, in particular linear acting in the direction of rotation of the rotor blades and / or along the Blattanstellwinkelachse, stiffer than the arranged between the rotor blade holders, designed as a plate damper damping devices. For the purposes of the present invention, the stiffness of the dampening device designed as a plate damper is understood to mean a rigidity resulting from the choice of its components in combination with its geometry or shape and the formable fixing of the components.
[0033] Vorzugsweise ist die als Plattendämpfer ausgestaltete Dämpfungsvorrichtung der erfindungsgemässen Rotorblattkopplungsvorrichtung auf eine Steifigkeit zwischen 0.5 kN/mm bis 10 kN/mm, speziell bevorzugt zwischen 1 kN/mm bis 4 kN/mm, ausbildbar beziehungsweise ausgebildet. Mit anderen Worten ist die Steifigkeit durch Dämpfungs-Vorrichtung in Form eines Plattendämpfers in einfacher Weise spezifisch für den jeweiligen Anwendungsfall einstellbar und insbesondere sind die Eigenfrequenzen des Rotors einstellbar.Preferably designed as a plate damper damper device of the inventive rotor blade coupling device to a stiffness between 0.5 kN / mm to 10 kN / mm, especially preferably between 1 kN / mm to 4 kN / mm, can be formed or formed. In other words, the stiffness is easily adjustable by damping device in the form of a plate damper specifically for the particular application, and in particular the natural frequencies of the rotor can be adjusted.
[0034] Besonders bevorzugt sind die Kipplager mindestens um das Dreifache, noch bevorzugter mindestens um das Fünffache, insbesondere linear in Umlaufrichtung der Rotorblätter und/oder entlang der Blattanstellwinkelachse wirkend, steifer ausgebildet als die zwischen den Rotorblatthalterungen angeordneten, als Plattendämpfer ausgebildeten Dämpfungsvorrichtungen. Je höher die Steifigkeit des Kipplagers gegenüber der Steifigkeit der Dämpfungsvorrichtung ausgebildet ist, umso verlustärmer werden Bewegungen der Rotorblatthalterungen an den geteilten Ring beziehungsweise die Ringanordnung der erfindungsgemässen Rotorblattkopplungsvorrichtung abgegeben. Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft einen Rotorkopf umfassend eine erfindungsgemässe Rotorblattkopplungsvorrichtung zur Kopplung mit einem Rotormast.Particularly preferably, the tilting bearings are formed at least three times, more preferably at least five times, in particular linear in the direction of rotation of the rotor blades and / or along the Blattanstellwinkelachse, stiffer than the arranged between the rotor blade holders, designed as a plate damper damping devices. The higher the rigidity of the tilting bearing is compared to the stiffness of the damping device, the less lossy are movements of the rotor blade holders to the split ring or the ring arrangement of the rotor blade coupling device according to the invention. Another aspect of the present invention relates to a rotor head comprising a rotor blade coupling device according to the invention for coupling to a rotor mast.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen [0035] Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes wird nachstehend im Zusammenhang mit den anliegenden Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:Brief Description of the Drawings A preferred embodiment of the subject invention will now be described in conjunction with the accompanying drawings. Show it:
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemässen Rotorblattkopplungsvorrichtung;1 shows a perspective view of a preferred embodiment of the rotor blade coupling device according to the invention;
Fig. 2 eine Detailansicht der erfindungsgemässen Rotorblattkopplungsvorrichtung 2 mit einer vergrösserten Ansicht einer Dämpfungsvorrichtung D;2 shows a detailed view of the rotor blade coupling device 2 according to the invention with an enlarged view of a damping device D;
Fig. 3 einen Schnitt entlang A-A in Fig. 1 durch eine Rotorblatthalterung der erfindungsgemässen Rotorblattkopplungsvorrichtung;3 shows a section along A-A in FIG. 1 through a rotor blade holder of the rotor blade coupling device according to the invention;
Fig. 4 einen Schnitt entlang B-B in Fig. 1 zwischen einer Rotorblatthalterung, Kipplager und Transferelement der erfindungsgemässen Rotorblattkopplungsvorrichtung;4 shows a section along B-B in FIG. 1 between a rotor blade holder, tilting bearing and transfer element of the rotor blade coupling device according to the invention;
Fig. 5 einen Schnitt entlang C-C in Fig. 1 durch eine als Plattendämpfer ausgebildete Dämpfungsvorrichtung D der erfindungsgemässen Rotorblattkopplungsvorrichtung.Fig. 5 is a section along C-C in Fig. 1 by a designed as a plate damper damping device D of the inventive rotor blade coupling device.
Beschreibung [0036] Fig. 1 zeigt eine perspektivische Ansicht von schräg oben einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemässen Rotorblattkopplungsvorrichtung 2 eines Rotorkopfs 1. Am Rotorkopf 1 sind mittels der erfindungsgemässen Rotorblattkopplungsvorrichtung 2 fünf, hier nicht dargestellten Rotorblätter befestigbar. Die Rotorblattkopplungsvorrichtung 2 umfasst ein Rotorkopfzentralstück 7 sowie fünf daran befestigte Rotorblatthalterungen 4 zur Aufnahme von fünf Rotorblättern. Das Rotorkopfzentralstück 7 ist drehfestgekoppelt mit einem Rotormast (nicht gezeigt in Fig. 1), wobei der Rotormast mittels eines hier nicht gezeigten Antriebs in Rotation versetzbar ist und bei Rotation in einer Umlaufrichtung U die zum Fliegen notwendige Auftriebskraft bewirkt wird.DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 shows a perspective view obliquely from above of a preferred embodiment of the rotor blade coupling device 2 according to the invention of a rotor head 1. On the rotor head 1, five rotor blades (not illustrated here) can be fastened by means of the rotor blade coupling device 2 according to the invention. The rotor blade coupling device 2 comprises a rotor head center piece 7 and five rotor blade holders 4 fastened thereto for receiving five rotor blades. Rotorkopfzentralstück 7 is rotatably coupled to a rotor mast (not shown in Fig. 1), wherein the rotor mast by means of a drive not shown here is set in rotation and upon rotation in a direction of rotation U necessary for flying buoyancy force is effected.
[0037] Die Rotorblatthalterungen 4 umfassen jeweils eine obere Rotorblatthalterungsplatte 5 und eine untere Rotorblatthalterungsplatte 6. Die Rotorblatthalterungsplatten 5 und 6 weisen in einem äusseren, radialen Bereich Öffnungen 33 zur Aufnahme von elastisch gelagerten Bolzen 34 auf zur Fixierung von Rotorblättern. Zudem ist in Fig. 1 eine Blattverstellstange 35 ersichtlich gekoppelt mit einer Rotorblatthalterung 4, wobei anhand der Blattverstellstange 35 eine gekoppelte Rotorblatthalterung 4 um eine Blattanstellwinkelachse Rbp (auch «blade-pitch»-Achse genannt) drehbar ist und dadurch der Blattanstellwinkel eines Rotorblatts gegenüber der anströmenden Luft einstellbar ist und der Drehflügler steigt oder sinkt (so genannter «blade pitch»).The rotor blade holders 4 each comprise an upper rotor blade holder plate 5 and a lower rotor blade holder plate 6. The rotor blade holder plates 5 and 6 have openings 33 in an outer, radial region for receiving elastically mounted bolts 34 for fixing rotor blades. In addition, in Fig. 1, a Blattverstellstange 35 can be seen coupled to a rotor blade holder 4, based on the Blattverstellstange 35 a coupled rotor blade holder 4 about a Blattanstellwinkelachse Rbp (also called blade-pitch axis) is rotatable and thereby the Blattanstellwinkel a rotor blade against the adjustable air is adjustable and the rotorcraft rises or falls (so-called "blade pitch").
[0038] Im Weiteren weist das in Fig. 1 gezeigte, als Scheibe ausgestaltete Rotorkopfzentralstück 7 Durchbrüche 8 auf, wobei in den Durchbrüchen 8 jeweils ein elastomeres, sphärisches Lagerelement 20 angeordnet ist. Wie in Fig. 1 durch einen Doppelpfeil LL angedeutet erlauben die elastischen, sphärischen Lagerelemente 20 jeweils eine räumliche Schwenkbewegung LL im Zusammenhang mit den beschriebenen, in Abhängigkeit der Ausrichtung eines Rotorblatts 3 auftretenden Lead-Iag-Bewegungen. Die Schwenkbewegung LL kann in der Rotorebene RE in Umlaufrichtung U («lead») oder entgegengesetzt zur Umlaufrichtung U («lag») erfolgen.1, designed as a disk rotor head central piece 7 openings 8, wherein in the openings 8 each have an elastomeric, spherical bearing element 20 is arranged. As indicated in FIG. 1 by a double arrow LL, the elastic, spherical bearing elements 20 each permit a spatial pivoting movement LL in connection with the described lead-hunting movements which occur as a function of the orientation of a rotor blade 3. The pivoting movement LL can take place in the rotor plane RE in the circumferential direction U ("lead") or in the opposite direction to the rotational direction U ("lag").
[0039] Gemäss Fig. 1 ist die Gesamtheit der die Rotorblatthalterungen 4 querenden Transferelemente 10 sowie Dämpfungsvorrichtungen D einen geteilten Ring beziehungsweise eine Ringanordnung, wobei - wie in Fig. 1 ersichtlich - im mit dem Rotorkopf gekoppelten Zustand der erfindungsgemässen Rotorblattkopplungsvorrichtung keine direkte mechanische Wirkverbindung zwischen dem geteilten Ring und Rotormast besteht, so dass der geteilte Ring dank gelenkigen Verbindungen zwischen den oberen und unteren Rotorblatthalterungen 5; 6 vollständig kardanisch gelagert ist.1, the entirety of the rotor blade holders 4 crossing transfer elements 10 and damping devices D is a split ring or a ring assembly, wherein - as shown in Fig. 1 - in coupled to the rotor head state of the inventive rotor blade coupling device no direct mechanical operative connection between the split ring and rotor mast, so that the split ring thanks to articulated connections between the upper and lower rotor blade mounts 5; 6 is completely gimbaled.
[0040] Von hier an und im Folgenden bezeichnen gleiche Referenzzeichen gleiche Komponenten in den Figuren.From here on and below, like reference numerals designate like components throughout the figures.
[0041] Fig. 2 zeigt eine Detailansicht der erfindungsgemässen Rotorblattkopplungsvorrichtung 2, nämlich eine vergrös-serte Ansicht einer Dämpfungsvorrichtung D, die als so genannter «interblade»-Dämpfer zwischen zwei benachbarten Blatthalterungen 4 angeordnet und als Plattendämpfer ausgestaltet ist.FIG. 2 shows a detailed view of the rotor blade coupling device 2 according to the invention, namely an enlarged view of a damping device D, which is arranged as a so-called "interblade" damper between two adjacent blade holders 4 and designed as a plate damper.
[0042] An einem ersten Arm 11 eines ein Ringsegment bildenden, plattenförmigen Transferelements 10 ist ein oberes Dämpfungselement 15' sowie ein unteres Dämpfungselement 16' angebracht und dadurch wirkverbunden in die Dämpfungsvorrichtung D integriert zur Bildung eines ersten Dämpfungsabschnitts D1. Im Weiteren ist an einem zweiten Arm 12 eines benachbarten, plattenförmigen Transferelements 10 einer benachbarten Rotorblatthalterung 4 ein oberes Dämpfungselement 15» sowie ein unteres Dämpfungselement 16" angebracht und dadurch wirkverbunden in die Dämpfungsvorrichtung integriert zur Bildung einer zweiten Dämpfungsabschnitts D2. Hierbei wird vorteilhaft die gelenkige Verbindung der benachbarten Ringsegmente bildenden, plattenförmigen Transferelemente 10 in die Dämpfungsvorrichtung D verlegt.On a first arm 11 of a ring segment forming, plate-shaped transfer element 10, an upper damping element 15 'and a lower damping element 16' is mounted and thereby operatively integrated into the damping device D to form a first damping portion D1. In addition, an upper damping element 15 "and a lower damping element 16" are attached to a second arm 12 of an adjacent, plate-shaped transfer element 10 of an adjacent rotor blade holder 4 and are thereby integrated into the damping device in an actively connected manner to form a second damping section D 2. Here, the articulated connection advantageously becomes advantageous the adjacent ring segments forming, plate-shaped transfer elements 10 laid in the damping device D.
[0043] Wie im Weiteren im Fig. 2 ersichtlich weisen die Dämpfungselemente 15'; 15"; 16'; 16" jeweils eine zwischen zwei Platten 17 eingeschlossene Elastomerplatte 18 auf. Die Dämpfungselemente 15'; 15'; 16'; 16" können beispielsweise mittels Vulkanisation und/oder durch Verkleben miteinander fixiert sein. Die Platten 17 können beispielhaft aus Metallen wie Stahl, Aluminium oder Titan, oder Faserverbundwerkstoffen gefertigt sein.As can be seen further in FIG. 2, the damping elements 15 '; 15 ", 16 ', 16" each have an elastomer plate 18 enclosed between two plates 17. The damping elements 15 '; 15 '; 16 '; 16 "can be fixed to one another, for example, by means of vulcanization and / or by adhesive bonding.The plates 17 can be produced, for example, from metals such as steel, aluminum or titanium, or fiber composite materials.
[0044] Die Dämpfungsvorrichtung D umfasst eine obere Verbindungsplatte 28 sowie eine untere Verbindungsplatte 29, welche eine Verbindung hersteilen zwischen dem ersten Dämpfungsabschnitt D1 und dem zweiten Dämpfungsabschnitt D2. Mittels Schrauben 30 werden die Verbindungsplatten 28; 29 sowie die weiteren Komponenten der Dämpfungsabschnitte D1; D2 miteinander fixiert und auf eine definierte Kompressionsverschiebung vorgespannt.The damping device D comprises an upper connecting plate 28 and a lower connecting plate 29, which produce a connection between the first damping portion D1 and the second damping portion D2. By means of screws 30, the connecting plates 28; 29 and the other components of the damping sections D1; D2 fixed together and biased to a defined compression displacement.
[0045] Gemäss einer alternativen Ausgestaltung der Dämpfungsvorrichtung D ist es denkbar, dass die Dämpfungselemente 15"; 15" mit der oberen Verbindungsplatte 28 beispielsweise mittels Vulkanisation fest fixiert ist und dadurch ein oberes, eine Einheit bildendes Dämpfungsbauteil ausbildet, wobei vorteilhaft auf der den Armen 11; 12 abgewandten Seite (d.h. zwischen Verbindungsplatte 28 und den Dämpfungselementen 15»; 15») auf eine Platte 17 verzichtet und dadurch Gewicht eingespart werden kann. In analoger Weise kann ein unteres, eine Einheit bildendes Dämpfungsbauteil durch eine feste Fixierung der Dämpfungselemente 16'; 16» mit der unteren Verbindungsplatte 29 ausgebildet sein. Beispielsweise mittels Verschraubung werden die oberen und unteren Dämpfungsbauteile mit den Armen 11; 12 miteinander fixiert.According to an alternative embodiment of the damping device D, it is conceivable that the damping elements 15 ", 15" is firmly fixed to the upper connecting plate 28, for example by vulcanization and thereby forms an upper, a unit-forming damping component, wherein advantageously on the arms 11; On the opposite side (i.e., between the connecting plate 28 and the damping elements 15 ", 15"), a plate 17 is dispensed with and weight can thus be saved. Analogously, a lower, a unit forming damping member by a fixed fixation of the damping elements 16 '; 16 »may be formed with the lower connecting plate 29. For example, by screwing the upper and lower damping components with the arms 11; 12 fixed together.
[0046] Während des Betriebs des Rotorkopfs erfolgt in der in Fig. 2 gezeigten Dämpfungsvorrichtung D eine Relativbewegung zwischen erstem Arm 11 eines Transferelements 10 und den weiteren Komponenten im ersten Dämpfungsabschnitt D1 durch Scherung der Elastomerplatten 18 der Dämpfungselemente 15'; 16' beziehungsweise eine Relativbewegung zwischen dem zweiten Arm 12 eines weiteren Transferelements 10 und den weiteren Komponenten im zweiten Dämpfungsabschnitt D2 durch Scherung der Elastomerplatten 18 der Dämpfungselemente 15"; 16". Jedes Dämpfungselement 15'; 15"; 16'; 16" besteht sandwichartig aus jeweils zwei Platten 17 und einer dazwischen angeordneten Elastomerplatte 18, während die plattenförmigen Transferelemente 10 jeweils zwischen zwei Dämpfungselementen 15'; 15"; 16'; 16" liegen.During operation of the rotor head takes place in the damping device D shown in Figure 2, a relative movement between the first arm 11 of a transfer member 10 and the other components in the first damping portion D1 by shearing the elastomer plates 18 of the damping elements 15 '; 16 'or a relative movement between the second arm 12 of a further transfer element 10 and the other components in the second damping section D2 by shearing the elastomer plates 18 of the damping elements 15 "; 16". Each damping element 15 '; 15 ", 16 ', 16" is sandwiched by two plates 17 and an elastomer plate 18 arranged therebetween, while the plate-shaped transfer elements 10 are each arranged between two damping elements 15'; 15 ", 16 ', 16" lie.
[0047] Im Weiteren zeigt Fig. 3 einen Schnitt entlang A-A in Fig. 1 durch eine Rotorblatthalterung 4 der erfindungsge-mässen Rotorblattkopplungsvorrichtung mit einer oberen Rotorblatthalterungsplatte 5 und einer unteren Rotorblatthalterungsplatte 6. Wie in Fig. 3 ist im Bereich des Transferelements 10 ein Kipplager 25 angeordnet, welches aus einem Kipplagerbefestigungsbolzen 26 und einem sphärischen Kipplagerkugelelement 27 aufgebaut ist, wobei der Kipplagerbefestigungsbolzen 26 gleichsam wie die Rotorblatthalterungen 4 radial nach aussen im Wesentlichen in Richtung der Blattanstellwinkelachse Rbp verlaufend angeordnet sind, wobei eine solche Anordnung des Kipplagerbefestigungsbolzens 26 sich bei der Verdrehung der Blattanstellwinkelachse Rbp als besonders vorteilhaft erweist. Im Weiteren umfasst das Kipplager 25 ein Kipplagergehäuse 40, welches auf der dem Kipplagerkugelelement 27 zugewandten Seite eine zum Kipplagerkugelelement 27 korrespondierende Kugelform aufweist. Im Bereich zwischen Kipplagergehäuse 40 und dem Kipplagerkugelelement 27 ist eine Gleit-Schicht, beispielsweise eine Teflongleitschicht, oder Elastomerschicht 41 ausgebildet. Das Kipplager 25 ist in einem Abstandhalter 19 zwischen den Rotorblatthalterungsplatten 5; 6 angebracht und mittels Fixiermitteln 42 fixiert. Optional ist es denkbar, dass das Kipplagergehäuse 40 und der Abstandhalter 19 durch ein integrierte, einstückiges Bauteil ausgebildet ist, womit vorteilhaft der Installations- und Wartungsaufwand minimiert werden kann.3 shows a section along AA in FIG. 1 through a rotor blade holder 4 of the rotor blade coupling device according to the invention with an upper rotor blade holder plate 5 and a lower rotor blade holder plate 6. As in FIG. 3, a tilting bearing is located in the region of the transfer element 10 25, which is constructed of a tilting bearing mounting bolt 26 and a spherical rocker arm ball element 27, wherein the tilting bearing mounting bolt 26 as the rotor blade holders 4 are arranged radially outwardly substantially in the direction of Blattanstellwinkelachse Rbp, wherein such an arrangement of the tilting bearing mounting bolt 26 at the rotation the Blattanstellwinkelachse Rbp proves to be particularly advantageous. Furthermore, the tilting bearing 25 comprises a tilting bearing housing 40, which on the side facing the tilting bearing ball element 27 has a ball shape corresponding to the tilting bearing ball element 27. In the area between tilting bearing housing 40 and the tilting bearing ball element 27, a sliding layer, for example a Teflongleitschicht, or elastomer layer 41 is formed. The tilting bearing 25 is in a spacer 19 between the rotor blade mounting plates 5; 6 attached and fixed by means of fixing 42. Optionally, it is conceivable that the tilting bearing housing 40 and the spacer 19 is formed by an integrated, one-piece component, whereby advantageously the installation and maintenance costs can be minimized.
[0048] Ein elastomeres, sphärisches Lagerelement 20 ist in einem Durchbruch 8 des Rotorkopfzentralstücks 7 ersichtlich. Das elastomere, sphärisches Lagerelement 20 umfasst ein ausgebildetes Lagerbauteil 21, ein als Kugelsegment ausgestaltetes Lagerbauteil 22 sowie ein Lagerbauteil 23, welches das Rotorkopfzentralstück 7 abschnittsweise aufnimmt. Das Lagerbauteil 21 ist im Wesentlichen steif mit den Rotorblatthalterungsplatten 5; 6 verbunden. Im Weiteren handelt es sich beim Lagerbauteil 22 um ein geschichtetes Gummimetallelement, welches durch seine flexible Ausgestaltung die Schwenk-, Schlag- und Blattanstellwinkelverstellung erlaubt.An elastomeric, spherical bearing element 20 can be seen in an opening 8 of the rotor head center piece 7. The elastomeric, spherical bearing element 20 comprises a trained bearing component 21, a bearing component 22 designed as a spherical segment, and a bearing component 23 which receives the rotor head central portion 7 in sections. The bearing member 21 is substantially rigid with the rotor blade mounting plates 5; 6 connected. In addition, the bearing component 22 is a layered rubber-metal element which, by virtue of its flexible design, permits the pivot, impact and blade pitch adjustment.
[0049] Fig. 4 einen Schnitt entlang B-B in Fig. 1 zwischen einer Rotorblatthalterung 4, Kipplager 25 und Transferelement 10 der erfindungsgemässen Rotorblattkopplungsvorrichtung 2 im Bereich einer Aussparung 13 des Transferelements 10. Wie in Fig. 4 ersichtlich ist das Kipplager 25 in einem Abstandshalter 19 zwischen der oberen Rotorblatthalterungsplatte 5 und der unteren Rotorblatthalterungsplatte 6 angeordnet, wodurch das Transferelement 10 zur Rotorblatthalterung 4 kippbar gelagert ist im Zusammenhang mit der «blade-pitch»-Einstellung. Das Kipplager 25 umfasst einen Kipplagerbefestigungsbolzen 26, welcher von einem äusseren Kipplagerkugelelement 27 umgeben ist, womit das Kipplager 25 als Kugelgelenklager ausgebildet ist. Das Kipplagerkugelelement 27 ist vorzugweise aus höherfesten Metallen wie beispielsweise Stahl oder Titan oder dergleichen gefertigt.FIG. 4 shows a section along BB in FIG. 1 between a rotor blade holder 4, tilting bearing 25 and transfer element 10 of the rotor blade coupling device 2 in the region of a recess 13 of the transfer element 10. As can be seen in FIG. 4, the tilting bearing 25 is in a spacer 19 is disposed between the upper rotor blade mounting plate 5 and the lower rotor blade mounting plate 6, whereby the transfer element 10 is tiltably mounted to the rotor blade holder 4 in connection with the "blade-pitch" setting. The tilting bearing 25 comprises a tilting bearing fastening bolt 26, which is surrounded by an outer tilting ball bearing element 27, with which the tilting bearing 25 is designed as a ball and socket joint. The tilt bearing ball element 27 is preferably made of higher strength metals such as steel or titanium or the like.
[0050] Im Weiteren zeigt Fig. 5 einen Schnitt entlang C-C in Fig. 1 durch eine als Plattendämpfer ausgebildete Dämpfungsvorrichtung D der erfindungsgemässen Rotorblattkopplungsvorrichtung.In the following, Fig. 5 shows a section along C-C in Fig. 1 by a designed as a plate damper damping device D of the inventive rotor blade coupling device.
[0051] Wie in Fig. 5 ersichtlich weist die Dämpfungsvorrichtung D vier durchgehende Bohrungen 32 auf. In jeweils einer Bohrung 32 ist eine Hülse 31 angeordnet, wobei durch die gewählte Länge der Hülse 32 die Vorspannung auf eine definierte Kompressionsverschiebung einstellbar ist. Mit anderen Worten werden die Komponenten der Dämpfungsvorrichtung D verschiebungsgesteuert auf die definierte Kompressionsverschiebung eingestellt.As can be seen in Fig. 5, the damping device D four through holes 32. In each case a bore 32, a sleeve 31 is arranged, wherein the bias of the selected length of the sleeve 32 to a defined compression displacement is adjustable. In other words, the components of the damping device D are adjusted in a shift-controlled manner to the defined compression displacement.
[0052] Wie in Fig. 5 ersichtlich, sind Dämpfungselemente 15'; 15»; 16'; 16», welche jeweils eine zwischen zwei Platten 17 umschlossenes Elastomerplatte 18 umfassen, abschnittsweise in die Verbindungsplatten 28; 29 sowie gegenüberliegend in die Arme 11; 12 formschlüssig angeordnet. Durch eine derartige Anordnung der Dämpfungselemente 15'; 15»; 16'; 16» kann vorteilhaft eine Relativbewegung beispielsweise des Arms 11 des plattenförmigen Transferelements 10 in Richtung x gegenüber den weiteren Komponenten wie den Verbindungsplatten 28; 29 der Dämpfungsvorrichtung D gedämpft werden.As can be seen in Fig. 5, damping elements 15 '; 15 "; 16 '; 16 ", which each comprise an enclosed between two plates 17 elastomer plate 18, partially into the connecting plates 28; 29 and opposite in the arms 11; 12 arranged positively. By such an arrangement of the damping elements 15 '; 15 "; 16 '; 16 'can advantageously a relative movement, for example, of the arm 11 of the plate-shaped transfer element 10 in the direction x relative to the other components such as the connecting plates 28; 29 of the damping device D are damped.
[0053] Eine von den Lead-Iag-Bewegungen eines Rotorblatts herrührende Relativbewegung beispielsweise des Arms 11 eines plattenförmigen Transferelements 10 in Richtung x wird mit anderen Worten mittels Scherung der Elastomerplatte 18 der Dämpfungselemente 15"; 16' über einen Dämpfungsabschnitt D1 gedämpft. Wie in Fig. 5 erkennbar, bestehen ein Zwischenräume dl (Dämpfungsabschnitt D1) beziehungsweise d2 (Dämpfungsabschnitt D2) im Bereich der Durchführung der Schrauben 30 durch die Arme 11 beziehungsweise Arme 12 und dem Aussendurchmesser jeweils einer Hülse 31, wobei diese Zwischenräume dl; d2 maximale Verschiebungsdistanzen definieren. Im Weiteren ist zwischen dem ersten Arm 11 eines plattenförmigen Transferelements 10 und dem zweiten Arm 12 eines weitere plattenförmigen Transferelements 10 eine weitere Verschiebedistanz d3 definiert, wobei diese Verschiebedistanz d3 idealerweise ungefähr der Summe der Verschiebungsdistanzen dl + d2 entspricht.A relative movement, for example, of the arm 11 of a plate-shaped transfer element 10 in the direction x resulting from the lead-hunting movements of a rotor blade is in other words damped by a shearing of the elastomer plate 18 of the damping elements 15 ", 16 'via a damping section D1 5, there are intermediate spaces d1 (damping portion D1) and d2 (damping portion D2) in the region of the passage of the screws 30 through the arms 11 and arms 12 and the outer diameter of a sleeve 31, wherein these intermediate spaces d1, d2 define maximum displacement distances Furthermore, a further displacement distance d3 is defined between the first arm 11 of a plate-shaped transfer element 10 and the second arm 12 of another plate-shaped transfer element 10, this displacement distance d3 ideally corresponding approximately to the sum of the displacement distances d1 + d2.
[0054] Die plattenförmigen Transferelemente 10, bzw. deren Arme 11; 12 können dank der Zwischenräume dl und d2 in x, y-Richtung einerseits elastische Schubverformungen und dank der elastischen Verformbarkeit auf Druck in den Dämpfungselementen 15'; 16' und 15»; 16» auch gewisse Verformungen in z-Richtung Bewegungen aufgenommen werden.The plate-shaped transfer elements 10, and their arms 11; 12 can thanks to the spaces dl and d2 in the x, y direction on the one hand elastic shear deformations and thanks to the elastic deformability to pressure in the damping elements 15 '; 16 'and 15 »; 16 »also certain deformations in z-direction movements are absorbed.
Bezugszeichenliste [0055] 1 Rotorkopf 2 Rotorblattkopplungsvorrichtung 4 Rotorblatthalterung 5 Obere Rotorblatthalterungsplatte 6 Untere Rotorblatthalterungsplatte 7 Rotorkopfzentralstück 8 Durchbruch 10 Transferelement 11 erster Arm 12 zweiter Arm 13 Aussparung 15', 15" Oberes Dämpfungselement (des Plattendämpfers) 16', 16" Unteres Dämpfungselement (des Plattendämpfers) 17 Platte (Dämpfelement) 18 Elastomerplatte (Dämpfelement) 19 Abstandhalter 20 Elastomeres, sphärisches Lagerelement 21 Lagerbauteil 22 Lagerbauteil 23 Lagerbauteil 25 Kipplager 26 Kipplagerbefestigungsbolzen 27 Kipplagerkugelelement 28 Obere Verbindungsplatte 29 Untere VerbindungsplatteREFERENCE SIGNS LIST 1 rotor head coupling device 4 rotor blade holder 5 upper rotor blade mounting plate 6 lower rotor blade mounting plate 7 rotor head center 8 aperture 10 transfer element 11 first arm 12 second arm 13 recess 15 ', 15 "upper damping element (of plate damper) 16', 16" lower damping element (of Plate damper) 17 Plate (damping element) 18 Elastomer plate (damping element) 19 Spacer 20 Elastomeric spherical bearing element 21 Bearing component 22 Bearing component 23 Bearing component 25 Tipping bearing 26 Tipping bearing fastening bolt 27 Tipping bearing ball element 28 Upper connecting plate 29 Lower connecting plate
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