DE1531376A1

DE1531376A1 - Schlag- und schwenkgelenkloser Rotor

Info

Publication number: DE1531376A1
Application number: DE19671531376
Authority: DE
Inventors: Kilian Dipl-Ing Ernst-Dieter
Original assignee: Messerschmitt Bolkow Blohm AG
Current assignee: Airbus Defence and Space GmbH
Priority date: 1967-10-04
Filing date: 1967-10-04
Publication date: 1970-01-29

Description

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß Rotorblätter vorgesehen sind, welche in an sich bekannter W eise die Schlag- und Sch,#"renlanomente durch elastische Verformung der Rotorblätter selbst aufnehmen und daß zur Lagerung jedes Rotorblattes mehrere geschichtete Gummi-Metall-Lager dienen, die in ihrem Schichtaufbau im wesentliehen senkrecht zu den maximal auftretenden Lagerkraftkomponenten bzw. deren Resultierender angeordnet sind.
Dadurch, daß die Schlag- und Schwenkbewegung durch Verformung des Blattes selbst dargestellt jwird, tritt am Elastomer-Lager nur noch eine Bewegungsari des Rotorblattes auf, nämlich die Blattwinkelbewegung. Dabei ist auch ein wesentlicher Vorteil dadurch gewonnen, daß die Schwenk- und Schlagsteifigkeit des Elastomer-Lagers nicht mehr auf-einander und auf die Steifigkeit in normaler Richtung des Lagers abgestimmt sein muß. Es kann vielmehr eine Lageranordnung vorgesehen werden, welche der Blattwinkelverstellung gegenüber beliebig weich, den Zentrifugalkräften und den Blattmomenten gegenüber jedoch sehr steif ist, eine Forderung, die leicht zu erfüllen und durch die beschriebenen Ausführungsbeispiele in hervorragender Weise in die Wirklichkeit umgesetzt ist.
Die Erfindung umfaßt die Möglichkeit, daß entweder die Zentrifugalkraftkomponente und die von den Blattmomenten herrührenden Kräftepaare durch getrennte Lager -aufgenommen werden, wobei- dann diese Lager in der'Weise angeordnet sind, daß die Kraftkomponenten je- weils in normaler Richtung, d.h. also senkrecht zum Schichtaufbau auf die zugeordneten Elastomer-Lager wirken, oder die zweite Mög- lichkeit, daß die Elastomer-Lager im wesentlichen senkrecht zu de'n maximal auftretenden Resultierenden aus Zentrifugal- und Momenten. - belastung angeordnet sind. Nach einem Merkmal der -Erfindung sind demnach jeweils für jedes Blatt mindestens ein axiales Lager zur Aufnahmä der in Blattlängsrichtung sowie zwei radiale Lager für die senkrecht zur Blattlängsrichtung wirkenden Kräfte vorgesehen. Die radialen Lager weisen einen Abstand in Richtung der Blaftlängsachse au4 der so bemessen ist" daß die- zulässigen aus den Blattmomenten und den Querkräften resultierenden Lagerkräfte nicht überschritten werden.

selben nie unter Zugspannungen steht bzw. sich ein Lagerspiel einstellt. Bei einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung sind zwei in Richtung der Blattlängsachse hintereinanderliegende, als Kegelstümpfe ausgebildete Lager vorgesehen.

schlusses und der Blattlagerung,-Figur 2 einen Schritt gemäß Fig.1, jedoch in waagerechter Ebene; Figur 3 einen Längsschnitt in einer senkrechten Ebene durch einen Rotorarm init kegeligen Elastomer-Lagern. Der in den Figuren 1 und 2 gezeigte Aufbau weist einen Rotorkopf 1 au:G an dem für jeden Rotorarm Befestigungslaschen 2 angeordnet sind. An den Befestigungslaschen ist mittels Bolzen 3 ein Bügel 4 verbunden, welcher eine horizontal gestellte Öse bildet. Durch die von dem Bügel 4 gebildete Öse ist kettengliedartig ein Bügel 5 hindurchgesteckt, welcher über ein Zwischenstück 6 und einen Blattbefestigungsbolzen 7 mit dem Rotorblatt 8 verbunden ist.
Die in Betrieb auf das Rotorblatt 8 wirkenden Zentrifugalkräfte werden über den Bügel 5 -über ein geschichtetes Gummi-Metall-Lager- 9, ein sogenanntes Elastomer-Lager auf den Bügel 4 und damit auf den Rotorkopf übertragen. Der Schichtaufbau dds,'Elastomer-Lagers ist so, daß die Schichten senkrecht zu den Zentrifugalkräften stehen. Die über die gesamte Berührungsfläche erstreckte Verklebung der Gummischichten und den Metallschichten wirkt wie eine vollständige ]#inspannung des Gummis, so daß -der Gummi auf Grund seiner Inkompressibilität unter dem Druck der Kräfte nicht ausweichen kann, Das Elastomerlager kann also bei normal zu den Schichten erfolgender Belastung als unnachgiebig angesehen werden.
An jedem- der beiden Bügel ist an seiner dem Gummi-Metall-Lager 9 abgewandten Seite ein Zapfen -ausgebildet.. durch welche die auf das Blatt wirkenden Momente übertragen werden. Der Zapfen 10 des Bügels 4 ist mittels eines ringförmigen Elastomer-Lagers 1,1 in dem mit dem Bügel 5 verbundenen Zwischenstück 6 gelagert, der Zapfen 12 des Bügels 5 entsprechend über ein Elastomer-Lager 13 in dem mit dem Bügel 4 verbundenen Rotorkopf 1. Der Schichtaufbau der Elastomerlager 11 und 13 erfolgt in radialer Richtung, d. h. die aus den Blattmomenten und den Querkräften hervorgeruf enen Kräfte wirken stets -senkrecht -zu, den- Schichten.
Mit Hilfe einer derartigen Anordnung ist das Blatt in bezug auf Zentrifugalkräfte, Schlag- und Schwenkmomente sowie Querkräfte starr aufgehängt, während -eine Blattwinkelbewegung wegen der Weichheit aller Elastonierlager auf Schubkräfte ohne große Steuerkräfte möglich ist. Wie einleitend schon beschrieben, wird die Schlagr und Schwenkbewegung durch elastische Verbiegung der Blätter selbst ausgeführt.
In der Forts etzung des Zapfens 10 ist ein weiterer Zapfenfortsatz 14 angeordnet, welcher ein Gewinde aufweist. Auf dem Zapfenfortsatz 14 ist ein weiteres ringförmiges Elastomer-Spannlager 15 aufgeschoben, welches mittels einer Mutter 16 gegen den Bund 17 des Zwischenstückes 6 gespannt wird. Mit Hilfe dieser Spannvorrichtung wird eine Vorspannung auf das Elastomerlager 9 aufgebracht, die verhindern soll, daß dieses Lager oder Zonen des Lagers bei reiner Momentenbelastung der Blätter, wie sie bei stillstehendem Rotor unter dem Blatteigengewicht auftritt" unter Zugbelastungen steht oder daß ein Lagerspiel auftritt. Das ringförmige Elastomerlager 15 besitzt im Gegensatz zu den Elastomerlagern.11 und 13 einen in Axialrichtung erfolgenden Schichtaufbau.
In Figur 3 ist eine-Lösung aufgezeigt, bei der anstelle eines Systems von axialen und radialen Lagern zwei kegellge Lager vorgesehen sind. Diese kegeligen Elastomerlager 30, 31 sind mit ihren Grundseiten voneinander abgewandt. Das Anschlußstüc)r 32, in dem mittels Bolzen 33 das Rotorblatt 34 befestigt ist, ist zu einem vertikal stehenden Bügel 40 geformt. An diesem Bügel 40 sind kegelige Anlageflächen 35,36 ausgebildet, gegen die die Elästomerlager 30,31 anliegen. Durch den vom Anschlußstück 32 gebildeten Bügel 40 ist ein horizontal liegender Bügel 37 hindurchgeführt und kettengliedartig eingehängt. Der Bügel 37 ist aus zwei Schenkeln, von denen nur der Schenkel 38 sichtbar ist, und einem Abschlußstück 39 gebildet, die auf eine beliebige, nicht näher gezeigte Art miteinander verbunden sind. Ein zentral durch das Abschlußstück 39, das Elastomerlager 31, den Bügel 40 und das Elastomerlager 30 führender Spannbolzen 4,2, der im Rotorkopf 41 verankert ist, bringt eine Vorspannung auf die Elastomerlager 30, 31 auf, so daß auch bei stillstehendem Rotor Spielfreiheit gewährleistet ist. Die Winkel der kegeligen Lager sind so gewählt, daß die maximalen resultierenden Kräfte etwa senkrecht zu den die Lager bildenden Schichten stehen. Der Abstand der kegeligen Lager bildet die Basis zur Aufnahme der Blattmomente. Die Zentrifugalkräfte belasten im wesentlichen das Lager 31 in axialer Richtung, während die Querkräfte auf beide Lager in radialer Richtung abgesetzt werden.

Claims

Patentansprüche 1. Rotor für Drehflügelflugzeuge mit schlag- und schwenkgelenkloi mittels geschichteter Gummi-Metall-Lager am Rotorköpf befestigten Rotorblätter, dadurch gekennzeichnet, daß Rotorblätter -(81, 34) vorgesehen sind, welche in an sich bekannter Weise die Schlag- und Schwenlanornente durch ihre elastische Verformung aufnehmen und daß zur Lagerung je- des Rotorblattes am Rotorkopf (1" 41) mehrere geschichtete Gummi-Metall-Lager (9, 11, 13, 303 31) dienen, die in ihrem Schichtaufbau irn wesentlichen senkrecht zu den maximal auftretenden Lagerkraftkomponenten bzw. deren Resultierender angeordnet sind. 2o Rotor -nach- Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t daß jeweils mindesten s ein' axiales Lager (9) zur Auf -nahme der in Blattlängsrichtung sowie zwei radiale Lager (11«, 13), für die senkrecht zur Blattlängsrichtung wirkenden Kräfte vorgesehen sind. 3. Rotor nach den Ansprüchen 1 und -2, dadurch g e ke nn z e i c h n e t, daß das- axiale Lager (9) zwischen zwei ketten gliedartig sich umgreifenden Bügeln (4, 5; 37, 40) angeordne ist, von denen der erste -(4, 37) mit dem Rotorkopf (1, 41), der zweite (5, 40) mit dem Roto rblatt (8, 34) verbunden ist. Rotor nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch g e k e n n - zeichnet, daß ein als geschichtet-es Gummi-Metall-Lager ausgebildetes Spannlager (15) vorgesehen ist, welches 4as axiale Lager (9) unter eine ständige Vorspannung setzt. 5. Rotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichne.t, daß zwei in Richtung der Blattlängsachse hintereinanderliegende, als Kegelstümpfe ausgebildete Lager (30.31) vorgesehen sind, 6. Rotor nach den Ansprüchen 1 bis 3- und 5, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß für die Aufbringung einer in Blattlängsrichtung wirkenden Vorspannung der die Zentrifugalkräfte aufnehmenden Lager (30, 31) ein zentral durch diese Lager hindurchgeführterSpannbolzen (42) vorgese hen ist.