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Rotormast für Hubschrauber Die Rotoren von Hubschraubem werden von
Masten getragen, deren jeder bei den bekannten Ausführungen eine eigentliche Rotorwelle
aufweint, welche mit Einrichtungen zur Aufnahme der Äntriebebewegung, zur Aufhängung
den Hubeehraubere und zur Befestigung einer die Flügel tragenden Rotornabe versehen
ist, welche eine Muffe aufweist, welche mit inneren Riefen für ihren Antrieb durch
die Rotorwelle und einer Einrichtung zur Befestigung und Blockierung an dem oberen
Teil dieser Welle versehen ist. wobei diese Rotornabe aussen einen unteren und einen
oberen flansch trägt, welche angesetzt .
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sind und zu der Rotorwelle senkrecht liegen.
Der untere
und der obere Plansch sind mit Armen versehen, deren Zahl der Zahl der Flügel entspricht,
um diese mit Hilfe von Teilen zu halten, welche ein Kardangelenk und die Wideratandsachwenkachsen
und Ausschlagachsen für diese Flügel bilden. Der untere und der obere Flansch, welcher
Einrichtungen zur Befestigung an der Muffe der Rotornabe aufweist, sind sehr häufig
identisch, obwohl bei gewissen AusfÜhrungen der obere Flansch, welcher Biegungskräfte
aushalten soll, kräftiger ausgebildet ist als der untere Flanach, welcher nur Dehnungskräfte
aushalten soll und daher elastischer sein kann.
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Eine derartige übliche Ausführung erfordert die Herstellung einer
bedeutenden Zahl von Teilen und ihrer Verbindungsmittel, was zu einem hohen Gestehungspreis
führt. Sie besitzt ferner den Nachteil, dass sie zu einer schweren Anordnung führt,
was der im Flugzeugbau angestrebten Leichtigkeit zuwiderläuft. Schliesslich zeigt
die Erfahrung, dass Korrosionseracheinungen an der Berührungsatelle zwischen der
Welle und der Nabe auftreten, wodurch die Lebensdauer dieser Teile verkürzt wird.
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Um diesen verschiedenen Nachteilen abzuhelfen, hat die Erfindung einen
einstückigen Rotormast für Hubschrauber zum Gegenstand, welcher durch einen einzigen
hohlen Teil gebildet wird, welcher gleichzeitig die Welle, die Nabe und den oberen
Plansch mittels einer nach oben gerichteten Erweiterung dieses Teils bildet, wobei
dieser Teil ausserdem unter dem oberen Plansch einen Fussteil zur Befestigung eines
unteren Planachs biegsamer Ausbildung und an seinem, unteren Ende Ein-. richtungen
zur Abnahme der Äntriebabewegung aufweist. Der :einatüekige Rotormast dreht sieh
vorzugsweise in:einem festen
Zylinder, an welchem ein sphärischer
Ring gleitet, welcher den zentralen sich nicht drehenden Teil der Scheibe zur zyklischen
Veränderung der Steigung der Flügel trägt.
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Die Erfindung ist nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnung beispielshalber
erläutert.
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Fig. 1 ist ein Längsschnitt eines erfindungsgemässen Hubschrauberrotormastes
längs der Linie I-I der Fig. 2.
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Fig. 2 zeigt in einer einzigen Darstellung in dem linken Teil den
Schnitt der Fig. 1 längs der Linie A-A, in ihrem oberen rechten Viertel den Schnitt
der Fig. 1 längs der Linie B-C, und in ihrem unteren rechten Viertel den Schnitt
dieser Figur längs der Linie C-D.
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Die sich längs der Linie E-F aneinander anschliessenden Fig. 3a und
3b zeigen den Einbau des Rotors der Fig. 1 und 2 in einen Hubschrauber.
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Bei der in Fig. 1 und. 2 dargestellten Ausführungsforn wird der Rotormast
durch einen einzigen hohlen Teil gebildet, welcher einen unteren in vier aufeinanderfolgende
Stufen 2 bis 5 geteilten Abschnitt, einen Zwischenabschnitt 6 von sich nach oben
erweiternder Form und einen den oberen Flansch der üblichen Rotornabe bildenden
oberen Abschnitt 7 aufweist. Aussen ist die Stufe 2 mit einer Verzahnung 8 zur Übertragung
der Antriebsbewegung versehen. Die Stufe 4 trägt aussen in ihrem unteren Abschnitt
ein Gewinde 9. Zwischen den Stufen 4 und 5 weist der Rotormast 1 einen überstehenden
Bund 10 auf, dessen Zweck weiter unten erläutert ist.
in
seinem unteren Teil einen Fussteil 11 mit einer gewissen Zahl von in der Nähe seines
Umfangs liegenden Bohrungen 12. In seinem oberen Teil weist er überstehende Gabelköpfe
13 auf, deren Zahl gleich der Zahl der Flügeldes Hubschraubers ist, für welchen
der Rotormast bestimmt ist. Der obere Flansch 7 wird durch eine gewisse Zahl von
Armen 14 gebildet, deren Zähl gleich der Zahl dieser Flügel ist. Jeder dieser Arme
hat die Form eines U 15, dessen Ränder sich an den zylindrischen Umriss 16 des Mastes
und an den zylindrischen Umriss 17 einer zylindrischen Ausnehmung 18 anschliessen,
welche in dem Arm ausgebildet und zur Aufnahme des oberen lotrechten Endes eines
Zwischenstücks bestimmt ist, dessen lotrechtes unteres Ende in den unteren Flansch
eingesetzt ist, wobei die gemeinsame Achse dieser lotrechten Enden die Widerstandsachse
des entsprechenden Flügels bildet.
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Eine derartige Ausführung besitzt eine gesteigerte Steifigkeit und
hält die Ermüdung besser aus, und zwar infolge der fortschreitenden Zunahme der
Trägheit zwischen dem unteren Teil des Mastes und dem oberen Flansch 7, welcher
allein auf Biegung arbeitet.
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Ein derartiger in Fig. 1 und 2 dargestellter Rotormast zur Ausrüstung
eines vierflügeligen Hubschraubers ist in den Hubschrauber in der in Fis. 3a und
3b dargestellten weise eingebaut.
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Der Mast 1 ist an der Kappe 19 des Getriebekastens 20 mittels eines
Teils 21 angebracht, welcher zur Unterbringung von zwei übereinanderliegenden Kugeldrucklagern
22 und 23 dient, welche gegensinnig ar-h"ten und zusammen mit diesem Teil mittels
eines Kranzes 24 zwischen dem Bund 10 und . einer auf das Gewinde 9 aufgeschraubten
Mutter 25 festgezogen
sind. Diese Anordnung bildet die Anschläge
für die Aufhängung im Fluge. Der Getriebekasten ist mit einem Ausgangskranz 26 mit
Innenverzahnung versehen, welcher mit der Verzahnung 8 an der unteren Stufe 2 des
Mastes 1 in Eingriff steht. Die Anardnung ist in dem Getriebekasten mittels eines
Kugellagers 27 drehbar gelagert.
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An Lappen 28 des festen Teils 21 sind durch Gabelköpfe 29 die Zugstangen
30 zur Befestigung der Gesamtanordnung an dem Gerippe des Hubschraubers angebracht.
An diesem Teil 21 ist eine zylindrische Muffe 31 befestigt, auf welcher ein sphärischer
Ring 32 gleitet, an welchem zwei Kränze 33 und 34 schwenkbar sind, welche innen
sphär fisch und mit dem mittleren Abschnitt 35 der Scheibe zur zyklischen Veränderung
der Steigung der Flügel fest verbunden sind. Dieser mittlere Abschnitt 35 wird an
einer Drehung durch ein Lenkerpaar 36 gehindert, welches an ihn mittels eines Kugelgelenks
37 angelenkt und an einem Vorsprung 38 des Teils 21 befestigt ist. Dieser mittlere
Abschnitt 35 wird von einer Anordnung von drei Stellarbeitszylindern getragen und
gehalten, deren Körper 39 um 120° versetzt an dem Gehäuse des Getriebekastens 20
verankert und unmittelbar mit ihrem Gabelkopf 40 am Ende der Kolbenstange 41 mit
diesem mittleren Abschnitt verbunden sind.
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Diese drei Arbeitszylinder, welche durch Steuerlenker 42 gleichzeitig
oder getrennt in Tätigkeit gesetzt werden, bewirken die Translationebewegung der
Scheibe zur zyklischen Veränderung der Steigung der Flügel längs der Muffe 31, oder
ihr Kippen um den sphärischen Ring 32.
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An dem zntralen Abschnitt 35 der Seheibe zur zyklischen
Veränderung der Steigung der Flügel ist mit Hilfe von Kugellagern 43 und 44 der
bewegliche Abschnitt 45 dieser
Scheibe angebracht, welcher durch
ein lenkerpaar 46 in Umdrehung versetzt wird, welches ihn mit einem unter dem Fussteil
11 des Rotormastes befestigten Halter 47 verbindet. An diesem Fussteil 11 ist ausserdem
der untere@biegsame Flansch 48 befestigt, welcher ebenso viele Schenkel aufweist,
wie der Hubschrauber Flügel hat. Jeder dieser Schenkel läuft in eine Ausnehmung
49 aus, welche auf die Ausnehmung 18 des entsprechenden Schenkels 14 des den oberen
Flansch bildenden oberen Abschnitts 7 des Rotormastes ausgerichtet ist.
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In diese Ausnehmungen 49 und 18 sind das lotrechte untere Ende 50
und lotrechte obere Ende 51 des entsprechenden Zwischenstücks 52 eingesetzt, wobei
diese Enden die Widerstandsachse des Flügels 53 bilden. Dieser Flügel ist ferner
an querliegenden Hohlwellen 54 schwenkbar, welche mit dem Zwischenstück 52 ein Stück
bilden und die Ausschlagachse des @ügels bilden, Diese Ausschlag- und Widerstandsachsen
können in an sich bekannter Weise in einer gemeinsamen Ebene liegen, oder, wie in
Fig. 3a dargestellt, in verschiedenen Ebenen, wobei die Ausschlagachse z.B. gegenüber
der Widerstandsachse nach aussen verschoben ist. Die Änderungen der Steigung des
Flügels werden in der üblichen Weise durch einen mit dem beweglichen Abschnitt 45
der Scheibe zur zyklischen Änderung der Steigung der Flügel verbundenen Lenker 55
erzeugt. Die Gabelköpfe 13 des Rotormastes, deren Zahl gleich der Zahl der Flügel
ist, dienen zur Anlenkung der Stangen zur Steuerung der üblichen Dämpfer zur Verhinderung
der durch den Luftwiderstand " erzeugten Schwingungen.
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Ausser dem bereits oben angegebenen von einer Erhöhung der Steifigkeit
und einer Verbesserung der Widerstandsf'ühigkeit gegen die Brmudung herrührenden
Vorteil bietet die
erfindungsgemässe Ausführung folgende Vorteile:
a) beträchtliche Verringerung der Zahl der herzustellenden Teile und ihrer Verbindungsmittel,
wodurch eine Ersparnis erzielt wird; b) Verlängerung der Lebensdauer durch Unterdrückung
der Kontaktkorrosionserscheinungen an der Verbindung zwischen der Welle und der
Nabe; c) Gewichtsersparnis, einerseits aus den unter a) genannten Gründen und andererseits
infolge der Tatsache, dass die Dicke des Nabenkörpers um mehr als die Hälfte gegenüber
der Summe der Dicken der Welle und der Nabe bei der bekannten Ausbildung verringert
werden kann; d) Ersparnis an Arbeitsgängen, da die Riffelungen zur Verbindung
der Welle mit. dem Nabenkörper sowie der Zentrierkonus und die Festziehmutter
bei der erfindungsgemässen Anordnung nicht mehr vorhanden sind. w