-
Hintergrund der Erfindung
-
Die Erfindung betrifft allgemein Drehsteuersysteme für Helikopter und Schwenkrotor-Luftfahrzeuge. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung zum Begrenzen der Rotation einer Aktuatorstange, die dazu verwendet wird, die nicht rotierende Taumelscheibe eines Taumelscheibensystems zu verstellen. Die Begrenzung der Rotation beugt Verschleiß und strukturellem Schaden an der Aktuatorstange und der nicht rotierenden Taumelscheibe vor.
-
Schwenkrotor-Luftfahrzeuge stellen Mischformen zwischen traditionellen Helikoptern und hergebrachten, propellerangetriebenen Flugzeugen dar. Typische Schwenkrotor-Luftfahrzeuge verfügen über starre Tragflächen, die in umstellbaren Schwenkrotor-Anordnungen enden, welche die Motoren und die Kraftübertragungen beinhalten, die die Rotoren antreiben. Schwenkrotor-Luftfahrzeuge können aus einem Helikopter-Modus, in dem das Luftfahrzeug wie ein Helikopter abheben, schweben und landen kann, in einen Flugzeug-Modus überführt werden, in dem das Luftfahrzeug wie ein Starrflügler vorwärts fliegen kann.
-
Helikopter und Schwenkrotor-Luftfahrzeuge verwenden Drehsteuersysteme. Ein Drehsteuersystem besteht typischerweise aus einer rotierenden Taumelscheibe und einer nicht rotierenden Taumelscheibe, die über ein Lagersystem verbunden sind. Die rotierende Taumelscheibe folgt den Bewegungen der nicht rotierenden Taumelscheibe, und die Winkel der Haupt-Rotorblätter werden entsprechend eingestellt. Die nicht rotierende Taumelscheibe wird von dem Piloten über hydraulische Aktuatoren verstellt. Jede Aktuatorstange ist in einem kugelförmigen Lager an einem von mehreren U-förmigen Zughaken der nicht rotierenden Taumelscheibe befestigt. Das kugelförmige Lager wird durch ein Lagergehäuse am Ende der Aktuatorstange in Position gehalten.
-
Das kugelförmige Lager ermöglicht eine drehende Verstellung des Aktuators entlang sämtlicher Achsen. Die Verstellung des kugelförmigen Lagers wird durch Vorgaben von dem Flug-Steuersystem bestimmt und gesteuert. Eine Rotation des Aktuators um seine eigene Längsachse ist nicht eingeschränkt, ebenso wenig kann eine solche durch Vorgaben von dem Flug-Steuersystem beschränkt oder gesteuert werden. Wegen dieser Bedingung kann das Lagergehäuse sich innerhalb des U-förmigen Zughakens drehen, so daß es mit einer Innenfläche des U-förmigen Zughakens in Berührung kommt. Ein solcher Kontakt verursacht einen Verschleiß, der zu strukturellen Schäden sowohl an den Armen des U-förmigen Zughakens als auch an dem Lagergehäuse führt. Da die Arme des U-förmigen Zughakens fester Bestandteil der nicht drehenden Taumelscheibe sind, beeinträchtigt eine Beschädigung der Arme des U-förmigen Zughakens die strukturelle Integrität der nicht rotierenden Taumelscheibe. Eine Beschädigung der nicht rotierenden Taumelscheibe verursacht einen gefährlichen Zustand, der dazu führen kann, daß ein Pilot die Kontrolle über den Helikopter oder das Luftfahrzeug verliert.
-
In der
US 4,072,431 A ist ein Antirotationsclip zur Befestigung an einem selbstjustierenden Lager am Ende eines Aktuators beschrieben, welches Lager mittels eines Bolzens in einer Gabel befestigt ist.
-
Wegen der flugkritischen Natur der nicht rotierenden Taumelscheibe existiert ein Bedarf, Verschleiß und Beschädigungen an den Armen der U-förmigen Zughaken zu minimieren. In der Vergangenheit bestand die Lösung des Problems darin, zwischen dem Lagergehäuse und den Armen der U-förmigen Zughaken Verschleißpolster aus Edelstahl einzusetzen. Diese Vorgehensweise schützt den U-förmigen Zughaken, bietet jedoch keinen Schutz für das Lagergehäuse, welches wegen des Kontaktes mit den Polstern aus Edelstahl verschleißt. Ein weiteres Problem besteht darin, daß die Verschleißpolster häufig ausgetauscht werden müssen, was zu zusätzlichen Kosten und Nutzungsausfallzeiten für das Luftfahrzeug führt.
-
Obwohl die Edelstahlpolster den U-förmigen Zughaken angemessen schützen, wurde bis heute das Problem des Schützens sowohl des Uförmigen Zughakens als auch des Lagergehäuses der Aktuatorstange nicht angemessen gelöst.
-
Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Drehsteuersystem mit einem Antirotationsclip anzugeben, der einfach aufgebaut und leicht austauschbar ist.
-
Diese Aufgabe wird durch ein Drehsteuersystem nach Anspruch 1 oder 6 gelöst.
-
Ein Hauptvorteil der vorliegenden Erfindung liegt darin, daß der Antirotationsclip die Rotation einer Aktuatorstange begrenzt, wodurch er einen Verschleiß zwischen einem Lagergehäuse und einem U-förmigen Zughaken einer Taumelscheibe ausschaltet.
-
Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung liegt darin, daß der Antirotationsclip im Gegensatz zu aus dem Stand der Technik bekannten Edelstahlpolstern den flugkritischen U-förmigen Zughaken der Taumelscheibe schützt und eine Opferfläche bietet, um so das Lagergehäuse der Aktuatorstange vor Verschleiß oder Beschädigungen zu schützen.
-
Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung liegt darin, daß bei einem mehrteiligen Antirotationsclip der Clip bei bestimmten Anwendungen installiert werden kann, ohne die Aktuatorstange aus den Armen des U-förmigen Zughakens zu entfernen.
-
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
-
1 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Helikopters, der einen Antirotationsclip gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet.
-
2A zeigt eine perspektivische Ansicht eines Schwenkrotor-Luftfahrzeuges in einem Flugzeug-Modus, welches einen Antirotationsclip gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet.
-
2B zeigt eine perspektivische Ansicht eines Schwenkrotor-Luftfahrzeuges in einem Helikopter-Modus, welches einen Antirotationsclip gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet.
-
3 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Drehsteuersystems, welches in dem Helikopter aus 1 und dem Schwenkrotor-Luftfahrzeug aus den 2A und 2B Verwendung findet und eine rotierende Taumelscheibe und eine nicht rotierende Taumelscheibe aufweist, wobei beide Taumelscheiben eine Vielzahl von U-förmigen Zughaken aufweisen.
-
4A zeigt eine perspektivische Ansicht des Antirotationsclips gemäß der vorliegenden Erfindung in zusammengefügtem Zustand.
-
4B zeigt eine Explosionsansicht des Antirotationsclips aus 4A.
-
5A zeigt eine vergrößerte perspektivische Ansicht eines der an der nicht rotierenden Taumelscheibe aus 3 angeordneten U-förmigen Zughakens.
-
5B zeigt eine Ansicht von oben auf den zusammengefügten Antirotationsclip aus 4A, wie er in den U-förmigen Zughaken aus 5A installiert ist.
-
5C zeigt eine Teilansicht des zusammengefügten Antirotationsclips aus 5B von der Seite, wobei dargestellt ist, wie der Antirotationsclip eine Verdrehung der Aktuatorstange um einige Achsen ermöglicht, während eine Verdrehung um andere Achsen beschränkt ist.
-
6A zeigt eine perspektivische Ansicht eines alternativen Ausführungsbeispiels des Antirotationsclips gemäß der vorliegenden Erfindung.
-
6B zeigt eine Ansicht des Antirotationsclips aus 6A von oben in einer zusammengedrückten Stellung.
-
6C zeigt eine Ansicht des Antirotationsclips aus 6A von oben in einer normalen Stellung.
-
6D zeigt eine entlang der Schnittlinie VI-VI genommene Querschnittsansicht des Antirotationsclips aus 6A von oben, wie er in einem U-förmigen Zughaken einer nicht rotierenden Taumelscheibe, ähnlich dem U-förmigen Zughaken aus 5A installiert ist.
-
Ausführliche Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele
-
Es wird auf 1 der Zeichnungen Bezug genommen. Dort ist ein typischer Helikopter 11 dargestellt. Der Helikopter 11 weist einen Rumpf 13, eine Hauptrotorblätter 17 und eine Hauptrotorwelle 18 beinhaltende Hauptrotor-Anordnung 15 sowie eine Heckrotorblätter 21 und eine Heckrotorwelle 20 beinhaltende Heckrotor-Anordnung 19 auf. Die Hauptrotorblätter 17 drehen sich allgemein um eine Längsachse 16 der Hauptrotorwelle 18. Die Heckrotorblätter 21 drehen sich allgemein um eine Längsachse 22 der Heckrotorwelle 20. Der Helikopter 11 kann abheben, schweben, sich drehen, in einer ausgesuchten Richtung fliegen und landen.
-
Es wird nun auf die 2A und 2B in den Zeichnungen Bezug genommen. Ein Luftfahrzeug, welches ähnliche Funktionen ausführen kann, ist das dort dargestellte Schwenkrotor-Luftfahrzeug 23. Das Schwenkrotor-Luftfahrzeug 23 weist einen Rumpf 25, und an den Rumpf 25 angeschlossene Tragflächen 27a und 27b auf. Wie es üblich ist, enden die Tragflächen 27a und 27b in Schwenkrotoranordnungen 29a bzw. 29b. Die Schwenkrotoranordnungen 29a und 29b weisen jeweils allgemein einen Motor, eine Kraftübertragung und ein Getriebe zum Antreiben der Rotorwellen 31a und 31b sowie der Kipprotoren 33a und 33b und einen Umschaltaktuator zum Umschalten der Schwenkrotor-Anordnungen 29a und 29b zwischen einem Flugzeug-Modus, wie er in 2A dargestellt ist, und einem Helikopter-Modus, wie er in 2B dargestellt ist, auf. Im Flugzeug-Modus kann das Schwenkrotor-Luftfahrzeug 23 wie ein gewöhnliches propellerangetriebenes Starrflügler-Flugzeug geflogen und betrieben werden. Im Helikopter-Modus kann das Schwenkrotor-Luftfahrzeug 23 wie ein herkömmlicher Drehflügler bzw. Helikopter abheben, schweben, landen und betrieben werden.
-
Es wird nun auf 3 der Zeichnungen Bezug genommen. Sowohl der Helikopter 11 als auch das Schwenkrotor-Luftfahrzeug 23 verwenden Drehsteuersysteme, bzw. Taumelscheiben-Systeme 41. Das Taumelscheiben-System 41 kann entweder extra angefertigt oder ein existierendes Taumelscheibensystem sein, welches bereits bei einem Luftfahrzeug verwendet wird. Obwohl die Konstruktion für ein Taumelscheiben-System 41 variiert, verwendet ein typisches Taumelscheiben-System 41 zumindest einen hydraulischen Aktuator 43 zum Verstellen einer nicht rotierenden Taumelscheibe 45. Die nicht rotierende Taumelscheibe 45 enthält eine Vielzahl von U-förmigen Zughaken 46, wobei jeder der U-förmigen Zughaken 46 aus einem Paar von Armen 46a gebildet ist. Die Arme 46a der U-förmigen Zughaken sind dazu angepaßt, den hydraulischen Aktuator 43 verdrehbar aufzunehmen. Die Position des hydraulischen Aktuators 43 wird durch eine Vorgabe des Piloten während typischer Flugmanöver bestimmt.
-
Die nicht rotierende Taumelscheibe 45 kann sich um jede horizontale, in ihrer Ebene gelegene Achse frei drehen, die eine Längsachse 48 der Rotorwelle 50 schneidet, wobei die Rotorwelle 50 der Hauptrotorwelle 18 (1), der Heckrotorwelle 20 (1) und den Rotorwellen 31a sowie 31b (2A sowie 2B) ähnelt. Eine solche Verdrehung wird hierin als eine Verdrehung „außerhalb der Ebene” bezeichnet werden. Der hydraulische Aktuator 43 bringt die nicht rotierende Taumelscheibe 45 dazu, Verdrehungen außerhalb der Ebene durchzuführen, was eine rotierende Taumelscheibe 47 dazu bringt, dieselbe außerhalb der Ebene gelegene Verdrehung auszuführen. Die rotierende Taumelscheibe 47 kann zudem in einer parallel zu der nicht rotierenden Taumelscheibe 45 gelegenen Ebene frei um die Längsachse 48 rotieren. Eine solche Rotation soll hierin als Rotation „in der Ebene” bezeichnet werden.
-
Zwischen der rotierenden Taumelscheibe 47 und der nicht rotierenden Taumelscheibe 45 ist ein Lagersystem 49 angeordnet.
-
Die rotierende Taumelscheibe 47 weist eine Vielzahl von U-förmigen Zughaken 52 auf, wobei jeder der U-förmigen Zughaken 52 durch ein Paar Arme 52a gebildet ist. Die Arme 52a der U-förmigen Zughaken sind dazu angepaßt, eine Schrägstell-Verbindung 51 für jedes der Vielzahl der Hauptrotorblätter 55 verschwenkbar aufzunehmen.
-
Wenn die nicht rotierende Taumelscheibe 45 betätigt wird, erfahren die nicht rotierende Taumelscheibe 45 und die rotierende Taumelscheibe 47 eine Verdrehung außerhalb der Ebene. Die Verdrehung der rotierenden Taumelscheibe 47 außerhalb der Ebene verstellt die Schrägstell-Verbindung 51, die für jedes Hauptrotorblatt aus der Vielzahl der Hauptrotorblätter 55 jeweils mit einem Schrägstellarm 53 verbunden sind. Der Schrägstellarm 53 wird abhängig der Verdrehung der rotierenden Taumelscheibe 47 außerhalb der Ebene ausgefahren oder zurückgezogen, und stellt dadurch einen Winkel α des Hauptrotorblatts 55 ein.
-
Es wird nun auf die 4A und 4B in den Zeichnungen Bezug genommen. Dort ist das bevorzugte Ausführungsbeispiel eines Antirotationsclips 65 gemäß der vorliegenden Erfindung dargestellt. Der Antirotationsclip 65 ist eine mehrteilige Vorrichtung mit mindestens einem oberen bzw. ersten Abschnitt 67 und einem unteren bzw. zweiten Abschnitt 69. Im folgenden soll verstanden werden, daß der obere Abschnitt 67 in Form und Funktion identisch zu dem unteren Abschnitt 69 ausgebildet ist. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel sind der obere Abschnitt 67 und der untere Abschnitt 69 aus Nylatron gefertigt. Die Materialzusammensetzung des Antirotationsclips 65 kann jedoch durch jedes verschleißfeste Material gebildet sein.
-
Der obere Abschnitt 67 umfaßt einen allgemein rechteckigen zentralen Kanal 71 mit einer Bodenfläche 73, einer rückwärtigen Fläche 75 und einer oberen Fläche 77. Die Bodenfläche 73 des zentralen Kanals 71 des oberen Abschnitts 67 ist so angepaßt, daß er mit der korrespondierenden Bodenfläche 73 des zentralen Kanals 71 des unteren Abschnitts 69 zusammenpaßt. Der zentrale Kanal 71 schließt eine sich in Längsrichtung erstreckende Öffnung 79 ein, die sich von der oberen Fläche 77 bis zur Bodenfläche 73 entlang einer Längsachse 81 erstreckt.
-
Ein Flansch 83 erstreckt sich ausgehend von der rückwärtigen Fläche 75 des zentralen Kanals 71 nach hinten. Der Flansch 83 weist eine untere Flanschfäche 84, die allgemein hin zu der oberen Fläche 77 verläuft, wenn sich die untere Flanschfläche 84 ausgehend von dem zentralen Kanal 71 nach hinten erstreckt, auf.
-
Der obere Abschnitt 67 weist zudem ein Seitenelement 85 auf. Das Seitenelement 85 beinhaltet einen ebenen Abschnitt 85a, der allgemein senkrecht zu der rückwärtigen Fläche 75 verläuft. Das Seitenelement 85 weist zudem einen allgemein gerundeten Kantenabschnitt 85b auf, der einstückig mit dem ebenen Abschnitt 85a ausgebildet ist. Der Kantenabschnitt 85b ist mit der rückwärtigen Fläche 75 einstückig ausgebildet und bündig verbunden. Obwohl der ebene Abschnitt 85a als allgemein senkrecht zu der rückwärtigen Fläche 75 ausgebildet gezeigt ist, soll verstanden werden, daß der ebene Abschnitt 85a andere Winkel als rechte Winkel mit der rückwärtigen Fläche 75 ausbilden kann, abhängig von dem Winkel des U-förmigen Zughakens, in dem der Antirotationsclip 65 installiert wird, wie es unten genauer beschrieben wird.
-
Der ebene Abschnitt 85a weist eine gebogene Aussparung 93 auf, die Schenkel 95a und 95b ausbildet, wobei der Schenkel 95a eine obere Schenkelfläche 99 aufweist und wobei der Schenkel 95b eine untere Schenkelfläche 101 aufweist. Die obere Schenkelfläche 99 und die untere Schenkelfläche 101 verlaufen aufeinander zu, wenn sich der ebene Abschnitt 85a von dem Kantenabschnitt 85b nach außen erstreckt.
-
Wenn der obere Abschnitt 67 und der untere Abschnitt 69 zusammengefügt werden, wird ein Wandabschnitt 87 gebildet, der aus beiden zentralen Kanälen 71 und beiden Seitenelementen 85 aufgebaut ist. Der Wandabschnitt 87 weist eine Innenfläche 89 und eine gegenüberliegende Außenfläche 91 auf. Die Innenfläche 89 weist ein Rückhalteelement 97 auf, welches von dem ebenen Abschnitt 85a senkrecht nach Innen und von dem Kantenabschnitt 85b radial nach Innen vorsteht. Folglich erstreckt sich das Rückhalteelement 97 quer zur Längsachse 81.
-
Das Rückhalteelement 97 weist einen allgemein rechteckigen Querschnitt auf, obwohl diese Form abhängig von der Anwendung, in der die Vorrichtung verwendet wird, variieren kann.
-
Es wird nun besonders auf 4B der Zeichnungen Bezug genommen. Dort ist das Verfahren zum Verbinden des oberen Abschnittes 67 mit dem unteren Abschnitt 69 dargestellt. Die Bodenflächen 73 jedes der zentralen Kanäle 71 werden so angepaßt, daß sie aufeinander passen. Ein Verbindungselement 105 durchragt die Öffnungen 79, um den oberen Abschnitt 67 und den unteren Abschnitt 69 lösbar miteinander zu verbinden. Die Verwendung eines mehrteiligen Antirotationsclips 65 ermöglicht es, daß der Antirotationsclip 65 auf einfache Weise während der ursprünglichen Installation installiert werden kann und in regelmäßigen Wartungsintervallen einfach ausgetauscht werden kann.
-
Es wird nun auf die 5A, 5B und 5C in den Zeichnungen Bezug genommen. Dort ist die Anordnung, die das bevorzugte Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung enthält, gezeigt. Die 5A und 5B zeigen eine nicht rotierende Taumelscheibe 111 mit einer oberen Fläche 113 und einer unteren Fläche 115. Die Taumelscheibe 111 ähnelt der nicht rotierenden Taumelscheibe 45. Die nicht rotierende Taumelscheibe 111 weist ebenfalls Arme 117a und 117b auf, die vorzugsweise parallel angeordnet sind und einen typischen U-förmigen Zughaken 119 bilden. Obwohl die Arme 117a und 117b als parallel zueinander liegend dargestellt sind, ist es nicht erforderlich, daß die Anne 117a und 117b des U-förmigen Zughakens parallel zueinander liegen. Es wird jedoch bevorzugt, daß die Arme 117a und 117b des U-förmigen Zughakens sich in einer gemeinsamen Zughaken-Ebene von der nicht rotierenden Taumelscheibe 111 aus nach außen erstrecken. In der Zughaken-Ebene verläuft einen Symmetrieachse 135 zwischen den Armen 117a und 117b des U-förmigen Zughakens.
-
Die nicht rotierende Taumelscheibe 111 weist für jedes Rotorblatt 55 (siehe 3) einen U-förmigen Zughaken 119 auf. Der U-förmige Zughaken 119 weist eine Innenfläche 121 auf. Der Arm 117a des U-förmigen Zughakens weist eine diesen querende Öffnung 123a auf, die mit einer korrespondierenden den Arm 117b des U-förmigen Zughakens durchquerende Öffnung (nicht dargestellt) in Ausrichtung steht. Die Öffnung 123a und die dazu korrespondierende Öffnung durch den Arm 117b des U-förmigen Zughakens weisen herkömmliche Buchsen 125a und 125b auf, die dazu ausgebildet sind, an einem herkömmlichen, kugelförmig ausgebildeten Lager 127 am Ende einer Aktuatorstange 129 anzugreifen. Das kugelförmige Lager 127 ermöglicht eine drehende Verstellung der Aktuatorstange 129 in sämtlichen Achsen. Das kugelförmige Lager 127 wird durch ein am Ende der Aktuatorstange 129 angeordnetes Lagergehäuse 131 radial eingespannt. Ein Verbindungsstift 133 ragt durch die Öffnung 123a, das kugelförmige Lager 127 und die korrespondierende Öffnung durch den Arm 117b des U-förmigen Zughakens, wodurch die Aktuatorstange 129 verdrehbar an der nicht rotierenden Taumelscheibe 111 befestigt ist.
-
Der Antirotationsclip 65 ist zwischen den Armen 117a und 117b des U-förmigen Zughakens eingesetzt. Wie bereits erläutert, ist die Außenfläche 91 des Antirotationsclips 65 so ausgebildet, daß sie mit der Innenfläche 121 des U-förmigen Zughakens 119 zusammenpaßt. Die Schenkel 95a und 95b sind so ausgebildet, daß sie die Buchsen 125a und 125b konzentrisch umgeben. Die unteren Flanschflächen 84 der Flansche 83 des Antirotationsclips 65 sind so ausgebildet, daß sie mit der oberen Fläche 113 und der unteren Fläche 115 der nicht rotierenden Taumelscheibe 111 zusammenpassen. Die Flansche 83 können dazu angepaßt werden, eine Translationsbewegung des Antirotationsclips 65 entlang der Längsachse 81 zu verhindern. Dies stellt jedoch kein notwendiges Merkmal der Flansche 83 dar.
-
Es wird speziell auf die 5B und 5C in den Zeichnungen Bezug genommen. Dort ist die primäre Funktion der vorliegenden Erfindung dargestellt. Wie gezeigt ist, wird der Antirotationsclip 65 in den U-förmigen Zughaken 119 der nicht rotierenden Taumelscheibe 111 eingesetzt. Die Aktuatorstange 129, die ein kugelförmiges Lager 127 und ein Lagergehäuse 131 aufweist, wird zwischen den Armen 117a und 117b des U-förmigen Zughakens befestigt. Die Aktuatorstange 129 bestimmt eine Stangenachse 136, die sich in axialer Richtung entlang der Aktuatorstange 129 erstreckt. Auf eine Vorgabe des Piloten hin fährt die Aktuatorstange 129 aus oder wird zurückgezogen, was eine Verdrehung der nicht rotierenden Taumelscheibe 111 außerhalb der Ebene verursacht. Obwohl eine Verdrehung außerhalb der Ebene benötigt wird, um das Luftfahrzeug zu kontrollieren, ist eine übermäßige Verdrehung der Aktuatorstange 129 um die Stangenachse 136 unerwünscht, da die Rotation um die Stangenachse 136 bewirkt, daß das Lagergehäuse 131 an der Innenfläche 121 des U-förmigen Zughakens 119 anschlägt, was zu einem Verschleiß und zu strukturellen Beschädigungen sowohl des Lagergehäuses 131 als auch des U-förmigen Zughakens 119 der nicht rotierenden Taumelscheibe 111 führt. Die in 5B gezeigte Symmetrieachse 135 schneidet die Stangenachse 136 und steht senkrecht auf der in 5C gezeigten Ansicht.
-
Die primäre Funktion des Antirotationsclips 65 besteht darin, die Rotation der Aktuatorstange 129 um die Stangenachse 136 zu beschränken und dadurch einen Verschleiß und strukturelle Schäden auszuschließen bzw. wesentlich zu reduzieren. Die Rückhalteelemente 97 schränken die Rotation der Aktuatorstange 129 um die Stangenachse 136 ein, während sie der Aktuatorstange 129 eine Drehung um die Symmetrieachse 135 ermöglichen. Wie in 5C gezeigt, ermöglichen es die Rückhalteelemente 97 der Aktuatorstange 129, sich bis zu einem Winkel β um die Symmetrieachse 135 zu drehen. Diese Verdrehung ist für eine ordnungsgemäße Verstellung der nicht rotierenden Taumelscheibe 111 notwendig, jedoch verhindert die Beschränkung der Rotation um die Stangenachse 136, daß das Lagergehäuse 131 an der nicht rotierenden Taumelscheibe 111 anschlägt. Der Winkel β variiert abhängig von der Gesamtkonstruktion des Steuersystems.
-
Es wird nun auf 6A in den Zeichnungen Bezug genommen. Dort ist ein alternatives Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dargestellt. Im Gegensatz zu dem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist ein Antirotationsclip 143 aus einem Stück gefertigt. Der Antirotationsclip 143 ist vorzugsweise aus Nylatron gefertigt. Die Materialzusammensetzung des Antirotationsclips 143 kann jedoch aus jedem verschleißfesten Material gebildet sein.
-
Der Antirotationsclip 143 weist einen linken Abschnitt 145 und einen rechen Abschnitt 146 auf. Der linke Abschnitt 145 ist ein Spiegelbild des rechten Abschnitts 146 gespiegelt an einer Längsachse 147. Da der rechte Abschnitt 146 hinsichtlich der Form und der Funktion identisch dem linken Abschnitt 145 ist, ist die folgende, den rechten Abschnitt 146 betreffende Erläuterung gleichermaßen auf den linken Abschnitt 145 anwendbar.
-
Der rechte Abschnitt 146 weist ein rückwärtiges Element 148 und ein Seitenelement 149 auf. Das Seitenelement 149 weist einen ebenen Abschnitt 149a auf, der allgemein senkrecht zu dem rückwärtigen Element 148 verläuft. Das Seitenelement 149 weist zudem einen allgemein gebogenen Kantenabschnitt 149b auf, der mit einem ebenen Abschnitt 149a einstückig ausgebildet ist. Der Kantenabschnitt 149b ist einstückig mit dem rückwärtigen Element 148 ausgebildet und schließt bündig mit diesem ab. Obwohl der ebene Abschnitt 149a als allgemein rechtwinkelig zu dem rückwärtigen Element 148 verlaufend gezeigt ist, soll verstanden werden, daß der ebenen Abschnitt 149a andere Winkel als rechte Winkel zu dem rückwärtig gelegenen Element 148 ausbilden kann, abhängig von dem Winkel des U-förmige Zughakens, in den der Antirotationsclip installiert wird, wie unten genauer ausgeführt werden wird.
-
Der ebene Abschnitt 149a erstreckt sich ausgehend von dem Kantenabschnitt 149b in einer allgemein gebogenen Form nach außen. Eine Öffnung 153 erstreckt sich durch den ebenen Abschnitt 149a, wobei die Öffnung konzentrisch bezüglich der gebogenen Form des ebenen Abschnitts 149a angeordnet ist. Das rückwärtig gelegene Element 148 weist eine Rückfläche 155 auf. Ein Stabilisationselement 157 ragt von der Rückfläche 155 nach hinten hervor. Das Stabilisationselement 157 ist von allgemein kubischer Form, obwohl das Stabilisationselement 157 verschiedene Formen annehmen kann.
-
Der linke Abschnitt 145 und der rechte Abschnitt 146 bilden zusammen einen Wandabschnitt 158 mit einer Innenfläche 159 und einer gegenüberliegenden Außenfläche 160 aus. Die Innenfläche 159 weist ein Rückhalteelement 161 auf, das senkrecht von dem ebenen Abschnitt 149a nach innen und radial von dem Kantenabschnitt 149b nach innen vorsteht. Das Rückhalteelement 161 erstreckt sich folglich quer zu der Längsachse 147. Das Rückhalteelement 161 endet an der Öffnung 153. Das Rückhalteelement 161 weist einen allgemein rechteckigen Querschnitt auf, obgleich seine Form abhängig von der Anwendung, in der die Vorrichtung verwendet wird, variieren kann.
-
Es wird nun auf die 6B, 6C und 6D in den Zeichnungen Bezug genommen. Dort ist die Installation und die Funktion des Antirotationsclips 143 gezeigt. Wegen der einstückigen Ausbildung unterscheidet sich die Installation des Antirotationsclips 143 von der des bevorzugten Ausführungsbeispiels. Der Antirotationsclip 143 ist dazu ausgelegt, in zwei unterschiedlichen Positionen plaziert zu werden. Eine erste Position, bzw. eine zusammengedrückte Position 163, wird durch Anlegen einer Druckkraft A an die Außenfläche 160 eines jeden Seitenelementes 149 verwirklicht. Die Kraft A bewirkt, daß die Seitenelemente 149 aufeinander zu zusammengedrückt werden, wodurch die zusammengedrückte Position 163 (siehe 6B) erreicht wird. Eine zweite Position, bzw. eine normale Position 164, wird dann eingenommen, wenn keine Kraft auf die Seitenelemente 149 ausgeübt wird (siehe 6C). Der Antirotationsclip 143 befindet sich normalerweise in der Normalposition 164.
-
Der Installationsvorgang wird durch Überführen des Antirotationsclips 143 in die zusammengedrückte Stellung 163 erreicht. Während die zusammengedrückte Stellung 163 beibehalten wird, wird der Antirotationsclip 143 zwischen den Armen 165a und 165b eines U-förmigen Zughakens 171 einer nicht rotierenden Taumelscheibe 167 plaziert. Die nicht rotierende Taumelscheibe 167 ähnelt der nicht rotierenden Taumelscheibe 45 hinsichtlich Gestalt und Funktion. Das Stabilisierungselement 157 wird von einer kleinen Vertiefung 169 in dem U-förmigen Zughaken 171 aufgenommen. Der U-förmige Zughaken 171 unterscheidet sich wegen des Vorhandenseins der Vertiefung 169 von den zuvor beschriebenen U-förmigen Zughaken. Auf die Installation des Antirotationsclips 143 folgend werden die Seitenelemente 149 losgelassen, wodurch der Clip 143 in seine Normalstellung 164 zurückkehren kann. Wenn der Antirotationsclip 143 erst einmal installiert worden ist, umgeben die Öffnungen 153 der Seitenelemente 149 in dem U-färmigen Zughaken 171 angeordnete Buchsen 173a und 173b.
-
Es wird nun insbesondere auf 6D in den Zeichnungen Bezug genommen. Dort ist gezeigt, daß die Funktion des Antirotationsclips 143 im wesentlichen dieselbe ist, wie die des bevorzugten Ausführungsbeispiels. Das Rückhalteelement 161 wird dazu verwendet, die Rotation einer Aktuatorstange (nicht dargestellt) um eine Stangenachse (nicht dargestellt) zu begrenzen, während es eine Verdrehung um eine Symmetrieachse 187 ermöglicht. Die Symmetrieachse 187 schneidet die Stangenachse der Aktuatorstange (nicht dargestellt), wobei die Stangenachse der Aktuatorstange senkrecht zu der in 6D gezeigten Ansicht liegt. Das Rückhalteelement 161 verhindert, daß ein Lagergehäuse 189, welches ein sphärisches Lager 191 umgibt, an einer Innenfläche 193 des U-förmigen Zughakens 171 anschlägt. Dies verhindert Verschleiß und strukturelle Beschädigung sowohl an dem Lagergehäuse 189 als auch an dem U-förmigen Zughaken 171 der nicht rotierenden Taumelscheibe 167.
-
Es sollte aus dem Voranstehende klar hervorgehen, daß eine Erfindung mit signifikanten Vorteilen angegeben wurde. Während die Erfindung nur in einer ihrer Ausgestaltungen gezeigt worden ist, ist sie jedoch nicht auf diese beschränkt, sondern kann verschiedenen Veränderungen und Modifikationen unterworfen werden, ohne von dem Geist der Erfindung abzuweichen. Es sollte weiterhin verstanden werden, daß die vorliegenden Erfindung nicht auf Verwendungen in Helikoptern und Schwenkrotor-Luftfahrzeugen beschränkt ist, sondern die Verwendung in jeglichem Luftfahrzeug mit einschließt, welches Drehsteuersysteme verwendet. Zudem kann der Antirotationsclip bei jeder Anwendung verwendet werden, um die Rotation eines Aktuators, einer Stange oder einer Verbindung, die zwischen zwei Armen eines U-förmigen Zughakens befestigt ist, zu beschränken.
