DE1270408B - Damping device for the rotor of a helicopter with a semi-rigid blade connection - Google Patents
Damping device for the rotor of a helicopter with a semi-rigid blade connectionInfo
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Description
Dämpfungseinrichtung für den Rotor eines Die Erfindung bezieht sich auf eine Dämpfungs- Hubschraubers mit halbstarrem Blattanschluß einrichtung für den Rotor eines Hubschraubers mit halbstarrem Blattanschluß, bei dem die Anstellung der Rotorblätter durch eine mit der Rotorwelle umlaufende, allseitig neigbar mit dieser verbundene Trägheitseinrichtung in Form einer Stabilisierungsstange od. dgl. steuerbar ist, die Neigung der Rotationsebene der Blattspitzen gegenüber der Neigung der Rotationsebene der Trägheitseinrichtung mittels einer willkürlich bedienbaren, die Rotorblätter und die Trägheitseinrichtung verbindenden Steuereinrichtung veränderbar ist, wobei die Dämpfungseinrichtung zwischen die Trägheitseinrichtung und die Rotorwelle so eingeschaltet ist, daß Neigungsbewegungen der Trägheitseinrichtung gegenüber der Antriebswelle gedämpft werden.Damping device for the rotor of a The invention relates on a damping helicopter with semi-rigid blade connection device for the rotor of a helicopter with a semi-rigid blade connection, in which the employment of the rotor blades by a rotating with the rotor shaft, tiltable on all sides with this connected inertia device in the form of a stabilizing rod or the like. is controllable, the inclination of the plane of rotation of the blade tips with respect to the inclination the plane of rotation of the inertial device by means of an arbitrarily operable, the control device connecting the rotor blades and the inertial device can be changed is, wherein the damping device between the inertia device and the rotor shaft is switched on so that inclination movements of the inertial device opposite the drive shaft are damped.
Bei den bekannten Rotoren der vorstehenden Bauart weist die als Reibungsdämpfer ausgebildete Dämpfungseinrichtung eine lineare Charakteristik auf. Bei Rotoren der vorstehenden Gattung, aber ohne Dämpfungseinrichtung, besteht für Kräfte, die auf den Rotor wirken, die Neigung zu einer Rückkopplung über die Rotorsteuereinrichtung, die zu einem Kippen der Stabilisierungsstange führt, wodurch gewollten Auswirkungen der willkürlichen Steuerung durch den Piloten entgegengewirkt wird. Die zwischen die Trägheitseinrichtung und die Rotorwelle eingeschaltete Dämpfungseinrichtung setzt diesem Nachhintenkippen der Rotationsebene der Stabilisierungsstange, zu dem diese bei mäßiger Vorwärtsfluggeschwindigkeit des Hubschraubers neigt, einen Widerstand entgegen. Die Neigung der Rotationsebene der Stabilisierungsstange nach hinten zu kippen, hat ihre Ursache darin, daß bei mäßigen Fluggeschwindigkeiten die Geschwindigkeit der Luftströmung im Abstrom der Luft durch den Rotor von der vorderen Hälfte zur hinteren Hälfte der Rotorumlaufbahn sehr unterschiedlich ist. Wegen der unterschiedlichen Abströmgeschwindigkeiten ist das Drehmoment aus dem Widerstand der Blätter in der hinteren Hälfte der scheibenförmigen Umlaufbahn größer als das Drehmoment aus dem Widerstand der Blätter in der vorderen Hälfte. Dieser ungleiche Widerstand auf die Rotorblätter ergibt eine von der Seite her auf die Nabe gerichtete Kraft. Da sich die rotierenden Rotorblätter in der bei Rotoren nach dem Gattungsbegriff üblichen Weise von ihrem Fuß aus derart nach oben erstrecken, daß sie einen gestürzten Kegel beschreiben, dessen Scheitel am Mast liegt und dessen Basis sich oberhalb des Schlaggelenks am Mast befindet, verursacht diese seitlich gerichtete Kraft einen Drall, der den ganzen Rotor um die Längsachse der Rotorblätter drehen möchte. Dieser Drall überträgt über das Steuergestänge eine Kraft auf die sich mit der Rotorwelle drehende Trägheitseinrichtung, welche deren Rotationsebene nach hinten zu kippen trachtet.In the known rotors of the above type, the friction damper trained damping device on a linear characteristic. For rotors of the above type, but without a damping device, exists for forces on act on the rotor, the tendency to feedback via the rotor control device, which leads to a tilting of the stabilizing bar, thus causing deliberate effects the arbitrary control by the pilot is counteracted. The between the inertia device and the rotor shaft switched on damping device sets this backward tilting the plane of rotation of the stabilizing bar to which this at moderate forward flight speed of the helicopter tends to create a drag opposite. The inclination of the plane of rotation of the stabilizing bar towards the rear tilt is due to the fact that at moderate flight speeds the speed the flow of air in the outflow of air through the rotor from the front half to the rear half of the rotor orbit is very different. Because of the different Downstream is the torque resulting from the resistance of the blades in the rear half of the disc-shaped orbit greater than the torque from the Resistance of the leaves in the front half. This unequal resistance to the Rotor blades result in a force directed from the side onto the hub. That I the rotating rotor blades in the usual manner for rotors according to the generic term Extend upwards from their foot in such a way that they form an overturned cone describe whose apex is on the mast and whose base is above the flapping hinge is on the mast, this laterally directed force causes a twist that the would like to rotate the entire rotor around the longitudinal axis of the rotor blades. This twist transmits a force on the inertia device rotating with the rotor shaft via the control linkage, which tends to tilt their plane of rotation backwards.
Rotoren nach der genannten Bauart, jedoch ohne Dämpfungseinrichtung und somit ohne Widerstand gegen die vorstehend erläuterte Neigung der Trägheitseinrichtung zum Kippen, sprechen auch verhältnismäßig langsam auf die von dem Piloten veranlaßte willkürliche Steuerung an.Rotors of the type mentioned, but without a damping device and thus without resistance to the above-mentioned inclination of the inertial device to tip over, also speak relatively slowly to the ones prompted by the pilot arbitrary control.
Während allerdings ein gutes, rasches Ansprechen auf die Steuerbefehle des Piloten einen hohen Dämpfungswiderstand wünschenswert erscheinen läßt, besteht, von der Stabilität des Hubschraubers her gesehen, die Forderung nach einer sehr geringen Dämpfung. Infolgedessen hat man bisher einen Kompromiß zwischen diesen beiden gegensätzlichen Forderungen in Form einer Dämpfungsvorrichtung mit linearer Charakteristik gewählt.While, however, a good, quick response to the control commands the pilot makes a high damping resistance appear desirable, From the point of view of the stability of the helicopter, the demand for a very high low attenuation. As a result, there has been a compromise between these so far two opposing requirements in the form of a damping device with linear Characteristic chosen.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, eine bessere Lösung des Dämpfungsproblems zu schaffen, die nicht einen Kompromiß zu den widerstreitenden Forderungen darstellt, sondern jeder dieser beiden Forderungen optimal gerecht wird. Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß gewöhnlich die Steuerbewegungen, die der Pilot verursacht, keine wesentliche Rotorneigung zur Folge haben, während die Neigung durch Kreisel- und anderweitige Kräfte, die auf den Rotor einwirken und für die Stabilität maßgebend sind, größer sind. Ausgehend von dieser Erkenntnis wird die gestellte Aufgabe nach der Erfindung dadurch gelöst, daß die Dämpfungseinrichtung eine nichtlineare Arbeitscharakteristik aufweist.The object of the invention is to provide a better Solution to create the attenuation problem that does not compromise the conflicting one Represents requirements, but each of these two requirements is optimally met. The invention is based on the knowledge that usually the control movements that caused by the pilot do not result in any significant rotor tilt, while the Inclination due to gyroscopic and other forces acting on the rotor and are decisive for the stability, are larger. Based on this knowledge the object set according to the invention is achieved in that the Damping device has a non-linear operating characteristic.
Die erfindungsgemäße Verwendung einer Dämpfungseinrichtung mit nichtlinearer Charakteristik, wie sie z. B. aus dem Fahrzeugbau bekannt ist, hat zur Folge, daß während des anfänglichen Neigens des Rotors aus seiner Normalstellung heraus, das gewöhnlich mit den von dem Piloten bewirkten Steuerbewegungen einhergeht, der Dämpfungswiderstand gering ist und somit Steuerbewegungen wenig behindert werden, daß aber bei weiterer Vergrößerung der Neigung durch die Kreisel- und anderweitigen, auf den Rotor wirkenden Kräfte in dem Bereich, wo die Stabilisierung am stärksten zur Wirkung kommen soll, der Dämpfungswiderstand laufend größer wird. Wenn sich der Rotor in der Neutralstellung oder in deren Nähe befindet, ist die Frage der Stabilität ohne Bedeutung, während in diesem Bereich auf ein gutes Ansprechen der willkürlichen Steuerung großer Wert zu legen ist. Die Erfindung trägt dem Rechnung und führt gegenüber der bisher für Rotoren der genannten Art verwendeten Dämpfung zu einer größeren Empfindlichkeit im allgemeinen und bewirkt ein besseres Ansprechen auf die Steuerung durch den Piloten, ohne daß dies auf Kosten der Stabilisierung geht.The inventive use of a damping device with non-linear Characteristic, such as B. is known from vehicle construction, has the consequence that during the initial tilting of the rotor from its normal position, the usually associated with the control movements caused by the pilot, the damping resistance is low and thus tax movements are little hindered, but that with further Increase of the inclination by the gyroscopic and other acting on the rotor Forces in the area where the stabilization should have the greatest effect, the damping resistance increases continuously. When the rotor is in neutral or located near it, the question of stability is irrelevant while In this area, great emphasis is placed on a good response from the arbitrary control is to be laid. The invention takes this into account and leads to the previous for Rotors of the type mentioned used damping for greater sensitivity in general and gives a better response to the controls by the pilot, without this being at the expense of stabilization.
Eine für den vorgesehenen Zweck besonders vorteilhafte Ausbildung der Dämpfungseinrichtung ist in den Unteransprüchen gekennzeichnet. Eine solche Dämpfungseinrichtung dämpft Neigungsbewegungen der Trägheitseinrichtung gegenüber der Rotorwelle in veränderbarer Weise, und der Grad der Dämpfung während der anfänglichen Bewegung der Trägheitseinrichtung aus der Neutralstellung und der Grad der Dämpfung während der Rückkehrbewegung der Trägheitseinrichtung in die Neutralstellung sind verschieden groß.A particularly advantageous training for the intended purpose the damping device is characterized in the subclaims. Such Damping device dampens inclination movements with respect to the inertial device of the rotor shaft in a changeable manner, and the degree of damping during the initial Movement of the inertia device from neutral and the degree of damping are in the neutral position during the return movement of the inertia device different sizes.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigt F i g. 1 einen Rotor der eingangs genannten Art mit Stabilisierungsstange und Dämpfungseinrichtung in perspektivischer Ansicht von unten, F i g. 2 eine Seitenansicht zu F i g. 1, wobei die Normalstellung ausgezogen und eine demgegenüber verschwenkte Stellung gestrichelt dargestellt ist, F i g. 3 die Draufsicht auf einen Teil der bei dem Rotor nach F i g. 1 und 2 benutzten Dämpfungseinrichtung und F i g. 4 eine Seitenansicht des in F i g. 3 dargestellten Teiles, zum Teil im Längsschnitt.An exemplary embodiment of the invention is shown in the drawing. It shows F i g. 1 a rotor of the type mentioned with a stabilizing rod and damping device in a perspective view from below, FIG. 2 is a side view to F i g. 1, with the normal position pulled out and a pivoted opposite Position is shown in dashed lines, F i g. 3 is a plan view of part of FIG in the rotor according to FIG. 1 and 2 used damping device and F i g. 4 one Side view of the in F i g. 3 part shown, partly in longitudinal section.
Die Rotorantriebswelle 10, an deren oberem Ende die Rotornabe 12 über eine Schwenkvorrichtung 14 derart gelagert ist, daß sie an der Antriebswelle 10 um eine sich senkrecht zur Längsachse der Rotorblätter 18 erstreckende Schlagachse schwenkbar ist. Die Nabe 12 weist diametral gegenüberliegende Blattwurzelteile 16 auf, welche auf den Körper der Nabe drehbar montiert sind, so daß die Neigung der Rotorblätter 18 einzeln eingestellt werden kann.The rotor drive shaft 10, at the upper end of which the rotor hub 12 is over a pivot device 14 is mounted in such a way that it is attached to the drive shaft 10 about a flapping axis extending perpendicular to the longitudinal axis of the rotor blades 18 is pivotable. The hub 12 has diametrically opposite blade root parts 16 on, which are rotatably mounted on the body of the hub, so that the inclination of the Rotor blades 18 can be adjusted individually.
An der Rotorantriebswelle 10 ist des weiteren eine Trägheitssteuereinrichtung mit Stabilisierungsstange am Gelenk 22 schwenkbar gelagert. Die Stabilisierungsstange besteht aus einem geteilten Balken 20, von dem beiderseits Arme 24 ausgehen, die an ihren Enden die träge Masse bildende Gewichte 25 tragen. Die Stabilisierungsstange ist gegenüber der Antriebswelle 10 um eine sich parallel zur Längsachse der Rotorblätter 18 und senkrecht zur Schlagachse (Schwenkvorrichtung 14) des Rotors erstreckende Achse verschwenkbar.An inertia control device is also located on the rotor drive shaft 10 pivotally mounted on the joint 22 with a stabilizing rod. The stabilizing bar consists of a split bar 20, from which arms 24 extend on both sides, the the inertial mass forming weights 25 carry at their ends. The stabilizing bar is opposite the drive shaft 10 by a parallel to the longitudinal axis of the rotor blades 18 and perpendicular to the impact axis (pivot device 14) of the rotor Pivotable axis.
Neben der Trägheitssteuereinrichtung ist die von dem Piloten willkürlich betätigbare Steuereinrichtung vorgesehen. Die willkürlich betätigbare Steuereinrichtung weist zwei Schwenkarme 26 auf, von denen jeder jeweils mittels eines Stiftes 27 an dem einen bzw. anderen Ende des Balkens 20 schwenkbar gelagert ist und an seinem anderen Ende mittels eines weiteren Stiftes 28 an das obere Ende einer zugehörigen, von dem Piloten betätigbare, auf Schub und Zug beanspruchbare Steuerstange 30 angeschlossen ist. Von den Schwenkarmen 26 geht zwischen deren Enden jeweils eine Stoßstange 31 nach oben zu der Stellvorrichtung für die Einstellung der Neigung des zugehörigen Rotorblattes. Die Stoßstangen 31 sind an ihren unteren Enden mittels Stiften 32 schwenkbar an den zugehörigen Schwenkarm 26 angeschlossen und an ihren oberen Enden jeweils mittels eines Stiftes 33 mit einem hornförmigen Betätigungsarm 34 verbunden.Besides the inertial controller, that of the pilot is arbitrary operable control device provided. The arbitrarily actuatable control device has two pivot arms 26, each of which by means of a pin 27 is pivotally mounted at one or the other end of the beam 20 and at his the other end by means of a further pin 28 to the upper end of an associated, connected by the pilot actuated, push and pull loadable control rod 30 is. A bumper 31 extends from each of the pivot arms 26 between their ends up to the adjusting device for adjusting the inclination of the associated Rotor blade. The bumpers 31 are at their lower ends by means of pins 32 pivotally connected to the associated pivot arm 26 and at their upper ends each connected to a horn-shaped actuating arm 34 by means of a pin 33.
Wenn die Stabilisierungsstange gegenüber der Antriebswelle 10 geneigt wird, wird über das Betätigungsgestänge bei dem einen Rotorblatt der Neigungswinkel vergrößert und bei dem anderen gleichzeitig verkleinert.When the stabilizing bar is inclined with respect to the drive shaft 10 is, the angle of inclination of one of the rotor blades is set via the actuation linkage enlarged and reduced in the other at the same time.
Für die Betätigung der Steuerstangen 30 durch den Piloten sind diese an deren unteren Enden mit einer Steuereinrichtung verbunden, z. B. gelenkig mit der äußeren Bahn einer nicht dargestellten üblichen Taumelscheibe, die gegenüber der Antriebswelle 10 allseitig schwenkbar und frei drehbar ist. Mit der vom Flugzeugmotor angetriebenen Rotorwelle drehen sich somit außer dem Rotor die Stabilisierungsstange und ein Teil des Steuergestänges mit. Der von den Steuerorganen des Piloten kommende Teil des Steuergestänges greift an der inneren Bahn der Taumelscheibe an.For the operation of the control rods 30 by the pilot, these are connected at their lower ends to a control device, e.g. B. articulated with the outer path of a usual swash plate, not shown, the opposite the drive shaft 10 is pivotable in all directions and freely rotatable. With that of the airplane engine Driven rotor shaft, the stabilizing rod rotates in addition to the rotor and part of the control linkage with. The one coming from the pilot's controls Part of the control linkage engages the inner path of the swash plate.
Die Stabilisierungsstange hat das Bestreben, zufolge ihrer Trägheit bei der Drehung in ihrer ursprünglichen horizontalen Drehebene zu verbleiben, wenn die Antriebswelle gegenüber ihrer vertikalen Normalstellung eine Neigung erfährt. Da die Taumelscheibe mit dem Steuerknüppel starr verbunden ist, ist seine Stellung gegenüber der Antriebswelle im wesentlichen fixiert, so daß er an deren Neigung gegenüber dem Horizont teilnimmt. Eine derartige Lageänderung der Taumelscheibe gegenüber der Drehebene der Stabilisierungsstange bewirkt eine Schwenkung der Schwenkarme 26 um die Stifte 27, die infolge der Trägheit der Stabilisierungsstange in ihrer ursprünglichen horizontalen Drehebene verbleiben. Demzufolge führen die Schwenkarme 26 eine Drehung der Rotorblätter um deren Längsachse herbei, wodurch der Anstellwinkel des Rotors derart verändert wird, daß der letztere bestrebt ist, sich in einer gegenüber der Antriebswelle in solcher Richtung geneigten Ebene zu bewegen, daß der Auftriebsvektor den Mast in seine vertikale Stellung zurückzubringen trachtet. Es wird also jeder Einwirkung, die eine Änderung herbeiführen möchte, automatisch und unabhängig von den Steuermanipulationen des Piloten mit einer stabilisierenden Gegenkraft begegnet.The stabilizing bar tends to be due to its inertia to remain in their original horizontal plane of rotation during rotation, if the drive shaft experiences an inclination with respect to its normal vertical position. Since the swash plate is rigidly connected to the control stick, its position is with respect to the drive shaft essentially fixed, so that it is at its inclination participates towards the horizon. Such a change in position of the swash plate relative to the plane of rotation of the stabilizing rod causes the swivel arms to pivot 26 around the pins 27, which as a result of the inertia of the stabilizing bar in their original horizontal plane of rotation remain. As a result, the swivel arms lead 26 causes the rotor blades to rotate about their longitudinal axis, whereby the angle of attack of the rotor is changed in such a way that the latter tends to be in an opposite the drive shaft to move in such a direction inclined plane that the lift vector seeks to return the mast to its vertical position. So it will be everyone Action that wants to bring about a change, automatically and independently of counteracts the pilot's control manipulations with a stabilizing counterforce.
Wenn andererseits der Pilot mittels des Steuerknüppels die Taumelscheibe gegenüber der Antriebswelle neigt, dann wird die Ebene des Rotors unabhängig von jeglicher gleichzeitig stattfindenden stabilisierenden Wirkung durch das angeschlossene Gestänge gekippt und dadurch eine Schubkraft erzeugt, die das Flugzeug horizontal in der gewünschten Richtung bewegt.On the other hand, when the pilot uses the joystick to press the swash plate with respect to the drive shaft, then the plane of the rotor becomes independent of any simultaneous stabilizing effect tilted by the connected linkage and thereby generates a thrust force that moves the aircraft horizontally in the desired direction.
Wie bereits erläutert, muß zur Erzielung einer optimalen Schwebeflugstabilität und Empfindlichkeit der willkürlich bedienbaren Steuervorrichtung den Schwenkbewegungen der Stabilisierungsstange gegenüber der Antriebswelle ein Widerstand entgegengesetzt werden. Dies kann beispielsweise mittels der beiden Verdrängerglieder 40 geschehen.As already explained, it is necessary to achieve optimal hovering stability and sensitivity of the arbitrary control device to the pivoting movements the stabilizing bar opposes a resistance to the drive shaft will. This can be done, for example, by means of the two displacement members 40.
Die Dämpfungseinrichtung hat eine nichtlineare Charakteristik, so daß der geschwindigkeitsabhängige Dämpfungswiderstand, durch den langsame Bewegungen weniger und rasche Bewegungen stärker gedämpft werden, mit zunehmender Verlagerung der Stabilisierungsstange aus ihrer zu der Antriebswelle 10 senkrechten Normalstellung, d. h. mit zunehmender Neigung der Stabilisierungsstange gegenüber der Antriebswelle wächst. Die beiden Verdrängerglieder 40 sind auf entgegengesetzten Seiten der Antriebswelle 10 mittels einer Konsole 42 befestigt. Die von den Verdrängergliedern 40 nach auswärts zur Seite abgehenden Dämpferarme 44 sind an ihrem Ende jeweils gelenkig mit einem Stab 46 verbunden. Die beiden Stäbe 46 erstrecken sich zu dem einen bzw. anderen Ende des Balkens 20, an den sie durch Stifte 47 gelenkig angeschlossen sind. Es wird somit jede Schwenkung der Stabilisierungsstange gegenüber der Antriebswelle 10 von einer entsprechenden Bewegung der Dämpferarme 44 gegenüber den Verdrängergliedern 40 begleitet. Sind die Kräfte, die die Stabilisierungsstange gegenüber der Antriebswelle neigen möchten, verhältnismäßig klein, dann bieten die Verdrängerglieder 40 nur einen kleinen Widerstand. Wenn aber die gegen die Stabilisierungsstange arbeitenden Kräfte groß genug sind und folglich das Bestreben haben, diese verhältnismäßig stark zu verschwenken, dann antworten die Verdrängerglieder 40 mit einem großen Widerstand, der für diese Verstellkraft um so größer wird, je stärker die Stabilisierungsstange gegenüber der Antriebswelle 10 geneigt ist.The damping device has a non-linear characteristic, so that the speed-dependent damping resistance, by which slow movements are less and rapid movements more dampened, increases with increasing displacement of the stabilizing rod from its normal position perpendicular to the drive shaft 10, that is, with increasing inclination of the stabilizing rod relative to the drive shaft. The two displacement members 40 are fastened on opposite sides of the drive shaft 10 by means of a bracket 42. The damper arms 44 extending outward to the side from the displacement members 40 are each articulated at their end to a rod 46. The two rods 46 extend to one or the other end of the beam 20, to which they are hingedly connected by pins 47. Each pivoting of the stabilizing rod with respect to the drive shaft 10 is thus accompanied by a corresponding movement of the damper arms 44 with respect to the displacement members 40. If the forces that want to incline the stabilizing rod with respect to the drive shaft are relatively small, then the displacement members 40 offer only a small resistance. If, however, the forces working against the stabilizing rod are large enough and consequently have the tendency to pivot it relatively strongly, then the displacement members 40 respond with a great resistance, which becomes greater for this adjustment force, the stronger the stabilizing rod is in relation to the drive shaft 10 is inclined.
Zur Erzielung der nichtlinearen Charakteristik sind die beiden Verdrängerglieder 40 über eine Steuerschiebereinrichtung (Schieber 60) hydraulisch miteinander verbunden. Die Zylinder der Verdrängerglicder 40 sind auf den entgegengesetzten Seiten der Kolben mit Kanälen versehen, die durch Leitungen 50, 52 in vertauschter Anordnung miteinander verbunden sind. Schlagbewegungen der Stabilisierungsstange rufen somit entsprechende reziproke Strömungen der Hydraulikflüssigkeit durch die Leitungen 50, 52 hervor. In die Leitungen 50, 52 ist der die nichtlineare Dämpfungscharakteristik herbeiführende Schieber 60 eingeschaltet, der die Strömungsgeschwindigkeit der Hydraulikflüssigkeit durch die Leitungen 50, 52 beeinflußt und damit das Dämpfungsverhältnis für die Stabilisierungsstangenbewegung steuert.To achieve the non-linear characteristic, the two displacement elements 40 are hydraulically connected to one another via a control slide device (slide 60). The cylinders of the displacement members 40 are provided on the opposite sides of the pistons with channels which are connected to one another by lines 50, 52 in an interchanged arrangement. Impact movements of the stabilizing rod thus cause corresponding reciprocal flows of the hydraulic fluid through the lines 50, 52. The slide 60 which brings about the non-linear damping characteristic is switched into the lines 50, 52 and influences the flow rate of the hydraulic fluid through the lines 50, 52 and thus controls the damping ratio for the stabilizing rod movement.
Die F i g. 3 und 4 zeigen Einzelheiten des Schiebers 60. Dieser weist ein Gehäuse 62 mit einer vertikalen Bohrung auf, in der ein Schieberkolben 64 gleitbar ist. Das Gehäuse 62 weist Durchgänge 65, 66 auf, die die Leitungen 50, 52 fortsetzen. Die Durchgänge 65, 66 münden in Kammern 68 bzw. 69 von größerem Durchmesser als demjenigen des Schieberkolbens 64, die diesen Kolben umgeben. Die Hydraulikflüssigkeit kann somit jederzeit um den Schieberkolben herum zwischen den einander gegenüberliegenden Enden der Leitungen strömen. Der Fluß von einer Kammer in die andere ist jedoch durch ein bis an den Schieberkolben heranreichendes Feld auf den Querschnitt begrenzt, den ein längsgerichteter Einschnitt 70 mit schräg nach innen verlaufendem Boden in dem Schieberkolben an der Stelle, die sich auf der Höhe des Feldes befindet, aufweist. Der Schieberkolben 64 ist entsprechend der Schlagbewegung der Stabilisierungsstange senkrecht zur Ebene des Feldes mit einhergehender Änderung des wirksamen Drosselquerschnitts im Schieberkolbeneinschnitt 70 verschiebbar, so daß der Grad der Drosselung des Flusses zwischen den Kammern 68, 69 eine Funktion der Stellung des Schieberkolbens 64 ist.The F i g. 3 and 4 show details of the slide 60. This has a housing 62 with a vertical bore in which a slide piston 64 can be slid. The housing 62 has passages 65, 66 which continue the lines 50, 52. The passages 65, 66 open into chambers 68 and 69, respectively, of a larger diameter than that of the slide piston 64, which surround this piston. The hydraulic fluid can thus flow around the slide piston between the opposite ends of the lines at any time. However, the flow from one chamber to the other is limited by a field reaching as far as the slide piston to the cross section, which a longitudinal incision 70 with an inclined inwardly running bottom in the slide piston at the point that is at the level of the field, having. The slide piston 64 is displaceable in accordance with the flapping movement of the stabilizing rod perpendicular to the plane of the field with the accompanying change in the effective throttle cross-section in the slide piston recess 70 , so that the degree of restriction of the flow between the chambers 68, 69 is a function of the position of the slide piston 64.
Die Drosselstelle zwischen den Kammern 68, 69 drosselt die Strömung aus den Leitungen 50 in die Leitungen 52 und umgekehrt, die durch die Verdrängung der Hydraulikflüssigkeit in den Verdrängergliedern von der einen Seite der Kolben auf die andere zustande kommt.The throttle point between the chambers 68, 69 throttles the flow from lines 50 to lines 52 and vice versa, caused by the displacement the hydraulic fluid in the displacement members from one side of the pistons on which other comes about.
Die Stellung des Schieberkolbens 64 ist eine Funktion der Winkelstellung der Stabilisierungsstange gegenüber der Antriebswelle 10. Diese Funktion legt eine bogenförmig ausgebildete Nockenplatte 72 fest, welche mit Schrauben 74 in der Mitte des Balkens 20 der Stabilisierungsstange angebracht ist. Die Nockenfläche der Platte 72 läuft auf einer Rolle 76 ab, welche sich am oberen Ende des Schieberkolbens 64 befindet. Eine Feder 78 im unteren Ende des Schiebergehäuses 62 stützt sich zwischen der Verschlußkappe 80 des Gehäuses und einem Flansch 82 am Schieberkolben ab und trachtet, die Rolle 76 an der Nockenfläche der Platte 72 in Anlage zu halten. Der Verlauf der Nockenfläche an der Platte 72 ergibt im Zusammenwirken mit der veränderlichen Drosselstelle zwischen den Kammern 68 und 69 eine nichtlineare Dämpfungscharakteristik der Dämpfungseinrichtung.The position of the spool 64 is a function of the angular position the stabilizing rod opposite the drive shaft 10. This function sets a arcuate cam plate 72 fixed, which with screws 74 in the middle of the beam 20 of the stabilizing bar is attached. The cam surface of the plate 72 runs on a roller 76 which is located at the upper end of the slide piston 64 is located. A spring 78 in the lower end of the slide housing 62 is supported between the closure cap 80 of the housing and a flange 82 on the slide piston and seeks to hold roller 76 against the cam surface of plate 72 in abutment. Of the Course of the cam surface on the plate 72 results in interaction with the variable Throttle point between the chambers 68 and 69 a non-linear damping characteristic the damping device.
Die Rückkehrbewegung des Schieberkolbens 64, die sich an dessen Niederdrücken durch die Nockenfläche an der mit der Stabilisierungsstange verschwenkbaren Platte 72 anschließt, ist gebremst. Hierfür ist eine Dämpfungsanordnung nach Art eines Stoßdämpfers vorgesehen. Diese Dämpfungsanordnung weist ein an einer Bohrung 90 angebrachtes Rückschlagventil 84 über einer Öffnung 85 auf, das einen gedrosselten Fluß durch den Flansch 82 des Schieberkolbens 64 gestattet, und sie ist mit einer Ölrücklauföffnung 86 ausgestattet, deren Durchflußquerschnitt mittels eines von Hand betätigbaren Nadelventils 88 in Verbindung mit einer Bohrung 87 einstellbar ist. Die Einstellung des Nadelventils ist mittels Muttern 89 fixierbar.The return movement of the spool 64 resulting from its depression by the cam surface on the plate pivotable with the stabilizing rod 72 connects is braked. For this purpose, a damping arrangement is like a Shock absorber provided. This damping arrangement has a bore 90 attached check valve 84 on an opening 85, which is a throttled Flow is allowed through the flange 82 of the spool 64, and it is with a Equipped oil return port 86, the flow cross-section by means of one of Hand-operated needle valve 88 in connection with a bore 87 adjustable is. The setting of the needle valve can be fixed by means of nuts 89.
Das Nadelventil 88 wird so einjustiert, daß der Schieberkolben 64 nach dem Niederdrücken für die Dauer eines Viertels einer Rotorumdrehung in niedergedrückter Stellung verbleibt. Folglich hat die Stoßdämpferöffnung 85 stets dann, wenn die Verdrängerglieder 40 mit im wesentlichen konstanter Verdrängung arbeiten, einen im wesentlichen konstanten öffnungsgrad. Wenn jedoch die Verlagerung der Verdrängerglieder z. B. beim Zurückschwenken der Stabilisierungsstange in ihre zu der Antriebswelle 10 senkrechte Stellung abnimmt, dann ermöglicht die Stoßdämpferwirkung eine Vergrößerung des Öffnungsgrades, wodurch der Schieberkolben 64 seine Rückkehrbewegung mehr auf die Federkraft 78 ansprechend durchführen kann. Das durch den Stoßdämpfer gesteuerte Verhältnis des öffnungsgrades schafft somit einen veränderlichen Koeffizienten der Stabilisierungsstangenschwenkung bei minimaler Dämpfung für anfängliche Stangenverlagerungen aus der senkrechten Stellung heraus zur Erzielung maximaler Eigenstabilisierung und bei größerer Dämpfung im Bereich extremer Auslenkungen der Stabilisierungsstange, um ein Auftreffen auf die Stangenbegrenzungsanschläge zu verhindern. Somit sind die Steuerung des Nachfolgezeitverhältnisses für die Stabilisierungsstange und damit im Zusammenhang die Stabilitätseigenschaften durch Verwendung eines kleinen Stabilisierungsverhältnisses unter normalen Betriebsbedingungen verbessert, ohne daß die Lenkbarkeitseigenschaften verschlechtert werden oder die Sicherheit durch mechanische Anschläge leidet.The needle valve 88 is adjusted so that the slide piston 64 remains in the depressed position for the duration of a quarter of a rotor revolution after depression. Consequently, the shock absorber opening 85 always has a substantially constant degree of opening when the displacement members 40 operate with a substantially constant displacement. However, if the displacement of the displacer z. B. decreases when pivoting the stabilizing rod back into its position perpendicular to the drive shaft 10, then the shock absorber effect allows an increase in the degree of opening, whereby the slide piston 64 can perform its return movement more responsive to the spring force 78. The ratio of the degree of opening controlled by the shock absorber thus creates a variable coefficient of the stabilizing rod pivoting with minimal damping for initial rod displacements from the vertical position to achieve maximum self-stabilization and with greater damping in the area of extreme deflections of the stabilizing rod in order to prevent impact on the rod limit stops. Thus, the control of the follow-up time ratio for the stabilization bar and, in connection therewith, the stability properties are improved by using a small stabilization ratio under normal operating conditions without the steerability properties being impaired or the safety being impaired by mechanical stops.
Claims (5)
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