DE1531355B1

DE1531355B1 - hinge-free and swivel-free suspension of the red leaves of a rotary aircraft on the roterkopf.

Info

Publication number: DE1531355B1
Application number: DE19671531355
Authority: DE
Inventors: Dieter Dipl-Ing Kilian; Alois Dipl-Ing. Schwarz
Original assignee: Bolkow GmbH
Current assignee: Bolkow GmbH
Priority date: 1967-07-01
Filing date: 1967-07-01
Publication date: 1970-07-23
Also published as: GB1190259A

Description

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Die Erfindung betrifft einen Rotor für Drehflügel- Nach einem Merkmal der Erfindung ist für einenThe invention relates to a rotor for rotary vane According to a feature of the invention is for a

flugzeuge mit einer schlag- und schwenkgelenklosen Rotor mit diametral einander gegenüberliegenden Aufhängung der Rotorblätter. Rotorblättern vorgesehen, daß die einzelnen Zug-Aircraft with a flapping and swivel-jointless rotor with diametrically opposite one another Suspension of the rotor blades. Rotor blades provided that the individual traction

Während des Betriebes wirken von den Blättern lamellen für die jeweils einander gegenüberliegenden her erhebliche Belastungen auf die Elemente der 5 Rotorblätter einstückig durchgehend von der einen Blattaufhängung, nämlich die Momente aus der bis zur anderen Blattwurzel ausgebildet sind, so daß Schwenkbiegung und der Schlagbiegung sowie die der koaxial zur Rotordrehachse angeordnete Bolzen Zentrifugalkräfte. Eine besondere Schwierigkeit liegt nur zentrierend wirkt.During operation, lamellae act on the sheets for the opposite sides forth considerable loads on the elements of the 5 rotor blades in one piece through one Blade suspension, namely the moments from which to the other blade root are formed so that Pivoting bend and the flapping bend as well as that of the bolts arranged coaxially to the rotor axis of rotation Centrifugal forces. One particular difficulty lies in only having a centering effect.

darin, die Blattaufhängung so auszuführen, daß jedes Dadurch ergibt sich der Vorteil, daß der koaxialin designing the blade suspension so that each of them has the advantage that the coaxial

Blatt unter diesen dynamisch wechselnden Belastun- io zur Rotordrehachse angeordnete Bolzen nicht mehr gen seine Winkelbewegung, durch die der Blatt- durch die vollen Zentrifugalkräfte belastet wird, sonanstellwinkel bestimmt wird, ausführen kann. dem lediglich noch durch eine eventuell auftretendeBlade under this dynamically changing load unio to the rotor axis of rotation arranged bolts no longer Its angular movement, through which the blade is loaded by the full centrifugal forces, son angle of attack is determined, can perform. which is only due to a possibly occurring

Die Schwenk- und Schlagbiegemomente werden im Differenz der Zentrifugalkräfte, die durch Unwuchallgemeinen bei Rotorköpfen der eingangs beschrie- tigkeiten hervorgerufen werden kann. Er kann infolbenen Art über Radiallager, mit denen die Blatt- 15 gedessen sehr leicht gehalten werden. Auch erlauben wurzelhülse in der Blattwinkelhülse gelagert ist, auf durchgehende Lamellen wegen ihres mehr homoden Rotorkopf abgesetzt. Es ist bisher bekannt, zwi- genen Kraftverlaufes im Bereich des zentralen BoI-schen Blattwurzel- und Blattwinkellagerhülse auch zens eine wesentlich günstigere Gestaltung,
noch Axiallager vorzusehen, über die die Zentrifugal- Nach einer vorteilhaften Ausbildung der Erfin-The pivoting and flapping bending moments are the difference between the centrifugal forces that can be caused by general unbalance in rotor heads as described above. It can be of the same type via radial bearings with which the blade 15 can be held very easily. Also allow the root pod, which is mounted in the blade angle sleeve, to be deposited on continuous lamellae because of their more homodetic rotor head. It is previously known that between the force curve in the area of the central BoI blade root and blade angle bearing sleeve, there is also a significantly more favorable design,
still to provide axial bearings over which the centrifugal- According to an advantageous embodiment of the invention

kräfte in den Rotorkopf geleitet werden. Die Axial- 20 dung sind die Zuglamellen für die einzelnen Rotorlager stehen unter sehr hohen Belastungen und füh- blätter bzw. Rotorblattpaare am koaxial zur Rotorren nur sehr kleine Winkelbewegungen aus, wodurch drehachse gelagerten Bolzen abwechselnd übereinsie einer starken Abnutzung unterliegen und deshalb andergeschichtet.forces are directed into the rotor head. The axial connections are the tension lamellas for the individual rotor bearings are under very high loads and guide blades or rotor blade pairs are coaxial with the rotor blade only very small angular movements, which means that the pivot axis mounted bolts alternately over one another are subject to heavy wear and tear and are therefore stratified.

häufig ausgewechselt werden müssen. Außerdem führt Da die einzelnen Zuglamellen eines Lamellen-need to be changed frequently. In addition, since the individual tension slats of a slat

die beschriebene Konstruktion zu einem sehr schweren 25 paketes von der Achse zum Verstellen des Einstell-Rotorkopf, da dieser für die Aufnahme aller auf das winkeis des Rotorblattes verschiedene Abstände Blatt wirkenden Kräfte ausgelegt werden muß. haben, werden sie bei der Torsionsbewegung unter-the construction described to a very heavy 25 package from the axis to adjust the setting rotor head, because this for the inclusion of all on the angle of the rotor blade different distances Sheet acting forces must be designed. have, they will be under the torsional movement

Es ist auch schon bekannt, bei einem kippbar auf schiedlich beansprucht. Die inneren Zuglamellen der Rotorwelle angeordneten Rotorkopf an Stelle der werden nur verdreht, während die äußeren Zug-Axiallager Zuglamellen aus Stahl vorzusehen, die 30 lamellen des Lamellenpaketes zusätzlich gedehnt und einerseits mit der Blattwinkellagerhülse und anderer- gebogen werden. Die dabei entstehende relative seits mit der Blattwurzelhülse verbunden sind und Bewegung der Zuglamellen gegeneinander hat eine die die Zentrifugalkräfte vom Blatt auf den Rotor- erhöhte Korrosion und Abnutzung zur Folge,
kopf übertragen. Aber auch-in diesem Fall bleibt Es werden deshalb zwischen den einzelnen Zug-It is also already known when a tiltable is used in different ways. The inner tension lamellae of the rotor shaft arranged in place of the rotor head are only rotated, while the outer tension / axial bearings provide tension lamellae made of steel, the 30 lamellae of the lamina set are additionally stretched and bent on the one hand with the blade angle bearing sleeve and on the other. The resulting relative hand is connected to the blade root sleeve and the movement of the tension lamellae against each other has the result that the centrifugal forces from the blade to the rotor - increased corrosion and wear.
head transferred. But even - in this case, there are therefore between the individual trains -

der Nachteil bestehen, daß der Rotorkopf für die 35 lamellen erfindungsgemäß Zwischenschichten aus Aufnahme sowohl der Schwenk- und Schlagbiege- einem Werkstoff mit gegenüber den Zuglamellen gemomente als auch für die Zentrifugalkräfte ausgelegt ringerer Reibung angeordnet, z. B. Folien aus Tetrasein muß. fluoräthylen.the disadvantage are that the rotor head for the 35 lamellae according to the invention consists of intermediate layers Acceptance of both the swivel and impact bending one material with torques compared to the tension lamellas as well as designed for centrifugal forces arranged less friction, z. B. Sheets from tetrasein got to. fluoroethylene.

Es ist die Aufgabe der Erfindung, einen Rotor mit Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind inIt is the object of the invention to provide a rotor with two embodiments of the invention are shown in FIG

an Zuglamellen aufgehängten Rotorblättern zu schaf- 40 der Zeichnung dargestellt und im folgenden näher fen, bei dem mit einfachen und betriebssicheren kon- beschrieben. Es zeigtrotor blades suspended on tension lamellas are shown in the drawing and in more detail below fen, in which con-described with simple and operationally reliable. It shows

struktiven Mitteln der Rotorkopf von den Zentrifu- F i g. 1 den zentralen Teil eines Rotors in einerstructural means of the rotor head of the centrifu- F i g. 1 the central part of a rotor in one

galkräften nicht belastet wird. Seitenansicht. Einer der Rotorarme ist in einemis not loaded. Side view. One of the rotor arms is in one

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, Querschnitt dargestellt,According to the invention, this object is achieved by showing a cross section,

daß die der Rotorachse zugekehrten Enden der Zug- 45 F i g. 2 zwei gekreuzte Zuglamellenpakete für einen lamellen auf einem koaxial zur Rotordrehachse am Vierblattrotor in einer Draufsicht,
Rotorkopf angeordnete Bolzen gelagert sind. F i g. 3 drei zentrisch gehaltene Zuglamellenpaketethat the ends of the traction 45 F i g facing the rotor axis. 2 two crossed tension lamella packets for one lamellae on one coaxial to the rotor axis of rotation on the four-blade rotor in a plan view,
Rotor head arranged bolts are mounted. F i g. 3 three centrally held tension lamella sets

Diese Lagerung hat den Vorteil, daß die von den für einen Dreiblattrotor in einer Draufsicht,
einzelnen Rotorblättern herrührenden Zentrifugal- Fig. 4 eine stark vergrößerte, ausschnittsweiseThis storage has the advantage that the from the for a three-blade rotor in a plan view,
individual rotor blades originating centrifugal Fig. 4 is a greatly enlarged, excerpt

kräfte sich über den Bolzen ausgleichen können. 50 Darstellung von wechselnd geschichteten Zuglamel-Gegebenenfalls werden die der Rotorachse zugekehr- len mit dazwischen angeordneten, reibungsarmen ten Enden der Zuglamellen nicht unmittelbar an dem Kunststoff schichten.forces can be balanced over the bolt. 50 Representation of alternately layered pull lamellas, if necessary are those facing the rotor axis with low-friction ones arranged in between Do not lay the ends of the tension lamellas directly on the plastic.

koaxial zur Rotorachse am Rotorkopf angeordneten In F i g. 1 ist ein Rotorkopf 1 für einen Vierblatt-In F i g arranged coaxially to the rotor axis on the rotor head. 1 is a rotor head 1 for a four-blade

Bolzen gelagert, sondern an einem Zentralkörper rotor gezeigt, der mittels der Schrauben 2 fest mit der befestigt, welcher auf dem koaxial zur Rotorachse 55 Rotorwelle 3 verbunden ist. Der Rotorkopf 1 besteht am Rotorkopf angeordneten Bolzen gelagert ist. Die im wesentlichen aus vier radial nach außen weisenam Bolzen angreifenden Kräfte befinden sich im den Rotorarmen, die als Blattwinkellagerhülsen 4 ausGleichgewicht, so daß der Bolzen keine Kräfte auf gebildet sind. In jeder dieser Blattwinkellagerhülsen 4 den Rotorkopf überträgt. Dieser ist deshalb von den ist eine Blattwurzelhülse 5 über die Lager 6, 7 dreh-Zentrifugalkräften vollständig entlastet. Die Zug- 60 bar gelagert. Die Blattwurzelhülsen dienen zugleich lamellen sind in dem infrage kommenden Winkel- als Beschläge für die Rotorblätter 8.
bereich der Rotorblätter als torsionsweich anzusehen, Die auf die Blätter wirkenden Schwenk-und Biege-Bolt mounted, but shown on a central body rotor, which is fixed by means of the screws 2 to the one which is connected to the rotor shaft 3 coaxially to the rotor axis 55. The rotor head 1 consists of bolts arranged on the rotor head. The forces acting on the bolt, essentially consisting of four radially outwardly directed, are located in the rotor arms, which act as blade angle bearing sleeves 4 from equilibrium, so that the bolts do not generate any forces. In each of these blade angle bearing sleeves 4 the rotor head transmits. This is therefore completely relieved of rotational centrifugal forces from a blade root sleeve 5 via the bearings 6, 7. The tensile bearing is 60 bar. The blade root sleeves also serve as lamellae as fittings for the rotor blades 8 in the angle in question.
area of the rotor blades is to be regarded as torsionally soft, the pivoting and bending movements acting on the blades

d. h. sie setzen der Winkelbewegung der Rotorblätter momente werden über die Blattwurzelhülsen 5 und keinen nennenswerten Widerstand entgegen. die Lager 6, 7 in den Rotorkopf geleitet.d. H. they set the angular movement of the rotor blades are torques on the blade root sleeves 5 and no resistance worth mentioning. the bearings 6, 7 passed into the rotor head.

Die Schwenk- und Schlagmomente werden über 65 Zur Aufnahme der Zentrifugalkräfte sind in den die Radiallager, mittels derer die Blattwurzelhülse in Blattwurzelhülsen Spannteile 9 angeordnet, die sich der Blattwinkellagerhülse drehbar gelagert ist, auf in Richtung zur Rotorachse gegen einen in der Blattden Rotorkopf abgesetzt. wurzelhülse ausgebildeten Bund 10 abstützen undThe pivoting and impact moments are over 65. To absorb the centrifugal forces are in the the radial bearings, by means of which the blade root sleeve is arranged in the blade root sleeve clamping parts 9, which are the blade angle bearing sleeve is rotatably mounted on in the direction of the rotor axis against one in the blade Rotor head detached. support the collar 10 formed by the root sleeve and

die über paketförraig zusammengefaßte Zuglamellen 11 an einem koaxial zur Rotordrehachse im Rotorkopf gelagerten Bolzen 12 befestigt sind. Die Verbindung zwischen dem Spannteil 9 und den Zuglamellen 11 ist durch einen Bolzen 15 hergestellt, der durch in den Zuglamellen ausgebildete Augen 14 geführt und im Spannteil gelagert ist.the pull lamellae grouped together in a packet 11 are attached to a bolt 12 mounted coaxially to the rotor axis of rotation in the rotor head. The connection between the tensioning part 9 and the tension lamellae 11 is made by a bolt 15 which passes through is guided in the tension lamellas 14 eyes and stored in the tensioning part.

Wie weiter aus F i g. 2 ersichtlich, sind die Zuglamellen für je ein Rotorblattpaar einstückig ausgebildet und spannen sich jeweils vom Spannteil eines Rotorblattes zum Spannteil des gegenüberliegenden Rotorblattes.As further from FIG. 2, the tension lamellae are designed in one piece for each pair of rotor blades and each tension themselves from the tensioning part of one rotor blade to the tensioning part of the opposite one Rotor blade.

Im Zentrum des Rotorkopfes kreuzen sich die Zuglamellen der beiden Lamellenpakete. Sie sind dabei in wechselnder Schichtung angeordnet, so daß jeweils eine Lamelle 11 mit einer damit überkreuzten Lamelle 13 abwechselt.In the center of the rotor head, the tension lamellae of the two lamellae packs cross. You are in arranged in alternating stratification, so that each lamella 11 crossed with one Lamella 13 alternates.

Die Blattwurzelhülse 5 ist zugleich als Beschlag für das Rotorblatt 8 ausgebildet. Die Befestigung des Rotorblattes 8 im Beschlag erfolgt über einen oder mehrere Bolzen 17, die durch in der Blattwurzel ausgebildete Augen 16 hindurchgeführt und im Beschlag gelagert sind.The blade root sleeve 5 is also designed as a fitting for the rotor blade 8. The attachment of the Rotor blade 8 in the fitting takes place via one or more bolts 17, which are formed by in the blade root Eyes 16 are passed and stored in the fitting.

Wegen der Symmetrie der Rotoranordnung in bezug auf die Rotordrehachse sind die auf die Zuglamellen übertragenen Kräfte im wesentlichen im Gleichgewicht, so daß der Bolzen 12 nicht oder nur geringfügig belastet ist. Er hat in der Hauptsache eine zentrierende Funktion.Because of the symmetry of the rotor arrangement with respect to the rotor axis of rotation, they are on the tension lamellae transmitted forces essentially in equilibrium, so that the bolt 12 is not or only is slightly encumbered. It mainly has a centering function.

An den Blattwurzelhülsen 5 sind Steuerhebel 18 angeordnet, an denen in bekannter Weise Steuerstangen zur Steuerung der Blattwinkellage angreifen können.On the blade root sleeves 5 control levers 18 are arranged, on which control rods in a known manner can attack to control the blade angle position.

F i g. 3 zeigt eine für den Anschluß von drei Rotorblättern bestimmte Anordnung der Lamellen. In diesem Fall ist für jedes einzelne Rotorblatt ein Lamellenpaket 20, 21, 22 vorgesehen, welches nur bis zu dem koaxial zur Rotordrehachse angeordneten Bolzen 23 geführt ist. Die einzelnen Zuglamellen , der drei Lamellenpakete sind wieder in abwechselnder Schichtung am Bolzen 23 angeordnet. Da jedoch die in die Zuglamellen eingeleiteten Zentrifugalkräfte nicht durch jeweils gegenüberliegende Rotorblätter ausgeglichen werden, müssen in diesem Fall die Kräfte vom Bolzen 23 aufgenommen werden, weleher dadurch auf Scherung beansprucht wird und entsprechend ausgelegt sein muß.F i g. 3 shows an arrangement of the lamellae intended for the connection of three rotor blades. In this Case, a disk pack 20, 21, 22 is provided for each individual rotor blade, which only up to the bolt 23 arranged coaxially to the rotor axis of rotation is guided. The individual pull slats, the three plate packs are again arranged in alternating layers on the bolt 23. However, since the centrifugal forces introduced into the tension lamellae are not caused by opposing rotor blades are compensated, the forces must be absorbed by the bolt 23 in this case, whichever as a result, it is subjected to shear stress and must be designed accordingly.

Die Summe aller am Bolzen 23 angreifenden Kräfte ist jedoch im Gleichgewicht, so daß der Rotorkopf durch die Zentrifugalkräfte nicht belastet wird.However, the sum of all forces acting on the bolt 23 is in equilibrium, so that the Rotor head is not loaded by centrifugal forces.

In F i g. 4 sind in vergrößerter Darstellung mehrere gekreuzte Zuglamellen 30, 31 gemäß den F i g. 1 und 2 dargestellt, wobei jeweils zwischen zwei Zuglamellen eine Schicht 32 aus Tetrafluoräthylen angeordnet ist. Dadurch wird eine durch die Torsion der Lamellenpakete verursachte Reibung zwischen den einzelnen Zuglamellen herabgesetzt und so die Abnutzung verringert.In Fig. 4 are several crossed tension lamellae 30, 31 according to FIGS. 4 on an enlarged scale. 1 and FIG. 2, a layer 32 of tetrafluoroethylene being arranged between each two tension lamellae is. As a result, friction caused by the torsion of the plate packs is created between the individual tension lamellas and thus the wear and tear is reduced.

Claims

Patent claims:

1. Flapping and pivot-free suspension of the rotor blades of a rotary wing aircraft on Rotor head by means of torsion-elastic, packet-shaped bundled tension lamellas, which are parallel to the Rotor plane of rotation are arranged, characterized in that the rotor axis of rotation facing ends of the tension lamellas (11, 13, 20, 21, 22, 30, 31) on a coaxial to the rotor axis of rotation on the rotor head arranged bolts (12,23) are mounted.

2. Device according to claim 1, each with diametrically opposed rotor blades. characterized in that the tension lamellae (11.13, 30, 31) for each diametrically opposing rotor blades in one piece continuously from one to the other Blade roots are formed so that the bolt (12) arranged coaxially to the rotor axis only has a centering effect.

3. Device according to claim 1 and 2, characterized in that the tension lamellae (11, 13, 20, 21, 22. 30, 31) for the individual rotor blades or rotor blade pairs on the coaxial to the rotor axis of rotation arranged bolts (12,13) are alternately stacked.

4. Device according to claim 1 to 3, characterized in that between the individual tension slats (30, 31) intermediate layers (32) made of a material with opposite the tension lamellae are arranged with lower friction, e.g. B. films made of tetrafluoroethylene.

1 sheet of drawings

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