DE1531434B1

DE1531434B1 - Rotor head with rotor blades that can be swiveled in flight

Info

Publication number: DE1531434B1
Application number: DE19671531434
Authority: DE
Inventors: Wilhelm Binz; Messerschmitt Dr-Ing E H Willy
Original assignee: Messerschmitt Bolkow Blohm AG
Current assignee: Airbus Defence and Space GmbH
Priority date: 1967-09-14
Filing date: 1967-09-14
Publication date: 1970-06-25

Description

Die Erfindung betrifft einen Rotorkopf mit im Fluge beischwenkbaren Rotorblättern, insbesondere für Verwandlungsflugzeuge, wobei mehrere Rotorblätter in beigeschwenkter Lage übereinander liegen.The invention relates to a rotor head which can be pivoted in flight Rotor blades, especially for convertible aircraft, with several rotor blades lie on top of each other in the swiveled-in position.

Bei einer bekannten Einrichtung dieser Art (vgl. USA: Patentschrift 3 135 333) sind drei Rotorblätter an einem Rotorkopf beischwenkbar gelagert in der Weise, daß alle drei Blätter im beigeschwenkten Zustand in einer Ebene liegen. Ein derartiger Rotor wird bei Hubschraubern verwendet, um deren Platzbedarf auf ihren Abstellplätzen möglichst klein zu halten. Seine Rotorblätter benötigen im beigeschwenkten Zustand einen relativ großen Verstauraum, der in der Breite der Summe von drei Rotorblattiefen entspricht.In a known device of this type (see USA: Patent 3 135 333), three rotor blades are pivotably mounted on a rotor head in the Way that all three sheets are in one plane when they are pivoted to the side. A Such a rotor is used in helicopters to reduce their space requirements on their To keep parking spaces as small as possible. Its rotor blades need to be swiveled in Condition a relatively large storage space, the width of the sum of three rotor blade depths is equivalent to.

Es ist weiterhin bekannt (vgl. USA.-Patentschriften 3 106 963 und 3 112 088), vier Rotorblätter eines gemeinsamen Rotorkopfes in der Weise beizuschwenken, daß zwei Rotorblätter im beigeschwenkten Zustand jeweils symmetrisch zur Längsebene des Hubschraubers untereinander liegen. Die Schwenkgelenke der Rotorblätter liegen dabei in einer gemeinsamen Ebene, welche der Betriebsebene der Rotorblätter entspricht. Die Anordnung der Rotorblätter untereinander bzw. übereinander wird bei einer der bekannten Anordnungen dadurch ermöglicht, daß entweder die Rotorblätter sich wegen ihres Eigengewichtes durchbiegen, oder dadurch, daß sie vom Wartungspersonal nach unten gezogen werden und dann bogenförmig jeweils schräg nach unten weisen. Bei einer anderen bekannten Anordnung können die Schvae.i'-gelen"c in der Weise aus ihrer lotrechten Normallage in eine Schräglage verstellt werden, daß die Rotorblätter ebenfalls jeweils paarweise untereinander verstaut werden können.It is also known (see US Patents 3 106 963 and 3 112 088), four rotor blades of a common rotor head swivel in such a way that that two rotor blades in the pivoted state are each symmetrical to the longitudinal plane of the helicopter lie one below the other. The swivel joints of the rotor blades lie in a common plane which corresponds to the operating plane of the rotor blades. The arrangement of the rotor blades one below the other or one above the other is one of the known arrangements made possible that either the rotor blades because of deflect their own weight, or by the fact that they are after are drawn down and then point downwards at an angle. at Another known arrangement can use the Schvae.i'-gels "c in the manner from their normal normal position can be adjusted in an inclined position that the rotor blades can also be stowed one below the other in pairs.

Sämtliche bekannten Ausführungen dienen dem gleichen Zweck, nämlich der Verringerung des Platzbedarfs von Hubschraubern auf ihren Abstellplätzen. Die Rotorblätter der Hubschrauber werden vom Bodenpersonal manuell beigeschwenkt, untereinander verstaut und in der beigeschwenktenStellung arretiert.All known designs serve the same purpose, namely reducing the space required by helicopters in their parking spaces. the The helicopter rotor blades are swiveled in manually by the ground crew, one below the other stowed and locked in the swiveled-in position.

Der Erfindung liegt eine andere Aufgabe zugrunde. Sie besteht darin, die Rotorblätter eines Verwandlungsflugzeuges während des Fluges auf möglichst kleinem Raum verstaubar zu machen. Als Verstauraum ist beispielsweise eine Gondel vorgesehen.The invention has a different object. It consists in the rotor blades of a transformation aircraft during the flight on as small as possible To make space stowable. A gondola, for example, is provided as storage space.

Für einen Rotorkopf mit im Fluge beischwenkbaren Rotorblättern, die in beigeschwenkter Lage übereinander liegen, ist diese Aufgabe dadurch gelöst, daß gleichzeitig mit dem Beischwenken der Rotorblätter die Wurzel von zumindest einem Rotorblatt in Richtung der Rotorachse verschoben wird.For a rotor head with rotor blades that can be swiveled in flight, the lie one above the other in the pivoted position, this object is achieved in that simultaneously with the pivoting of the rotor blades the root of at least one The rotor blade is displaced in the direction of the rotor axis.

Bei einer Weiterbildung der Erfindung erfolgt die Beischwenkbewegung der Rotorblätter durch ein im Rotorkopf gelagertes Schneckenrad, das mit Zahnradsegmenten an den Wurzeln der Rotorblätter im Eingriff steht, und durch eine auf einer die Schneckenradwelle verlängernden Gewindespindel sitzende Mutter, die über Lenker ein Hebelparallelogramm betätigt, durch das die Wurzel jedes beischwenkbaren Rotorblatts mit dem Rotorkopf verbunden ist. Mit Vorteil ist dabei am Umfang des Rotorkopfes zumindest ein Gewindebolzen vorgesehen, der mit seiner Achse parallel zur Rotorachse befestigt ist, auf dem eine mit der VN.'urzel des beizuschwenkenden Rotorblattes fest verbundene, in dessen Schwenkachse angeordnete Gewindehülse läuft.In a further development of the invention, the pivoting movement takes place of the rotor blades by a worm wheel mounted in the rotor head with gear segments is engaged at the roots of the rotor blades, and by one on a die Worm gear shaft extending threaded spindle seated nut over handlebars actuates a lever parallelogram through which the root of each rotor blade that can be pivoted is connected to the rotor head. The advantage here is on the circumference of the rotor head at least one threaded bolt is provided, the axis of which is parallel to the rotor axis is attached, on which one with the VN. 'root of the rotor blade to be pivoted firmly connected, arranged in the pivot axis of the threaded sleeve runs.

Eine derartige Einrichtung löst die gestellte Aufgabe mit geringem konstruktiven Aufwand, sie ist sehr funktionssicher und weist ein relativ geringes Gewicht auf.Such a device solves the problem with little constructive effort, it is very reliable and has a relatively low Weight on.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der nachfolgenden Beschreibung an Hand der Zeichnung dargelegt. Es zeigt F i g. 1 eine Seitenansicht des schematisch dargestellten Rotorkopfes, F i g. 2 eine Draufsicht auf den Rotorkopf gemäß F i g. 1 und F i g. 3 eine Ausführungsform eines Beischwenkmechanismus mit Verriegelungseinrichtung in Seitenansicht.Embodiments of the invention are in the following description set out on the basis of the drawing. It shows F i g. 1 a side view of the schematically shown rotor head, F i g. 2 shows a plan view of the rotor head according to FIG G. 1 and F i g. 3 shows an embodiment of a pivoting mechanism with a locking device in side view.

Ein Rotormast 1 trägt ein Gehäuse 2, in bzw. an welchem die nachstehend beschriebene Beischwenkeinrichtung und Höhenverstellvorrichtung angeordnet ist. Ein Servomotor 3 ist mit einem horizontalen Kegelrad 4 über eine Antriebswelle 5 verbunden. Das horizontale Kegelrad 4 kämmt mit einem vertikalen Kegelrad 6, das in seiner Achse auf der rechten Seite einer Gewindespindel 7 und auf der linken Seite eine Welle 8 mit Schneckenrad 9 aufweist. Auf der Gewindespindel 7 sitzt eine Mutter 10, welche über ein Hebelgestänge, das aus den Hebeln 11, 12 und 13 besteht, in der Weise geführt wird, daß sie sich lediglich in Richtung des Doppelpfeils 14 bewegen kann. Eine Drehung der Mutter 10 um ihre Achse ist also durch die Führung mit Hilfe der Hebel 11,12 und 13 ausgeschlossen. Der Hebel 11 ist einerseits an der Mutter 10, andererseits in einem Gelenkpunkt 15, an dem auch die beiden Hebel 12 und 13 angelenkt sind, schwenkbar gelagert. Der Hebel 12 ist, außer im Gelenkpunkt 15, an einem Festpunkt 16 des Gehäuses 2 schwenkbar gelagert. Der Hebel 13, der mit einem Ende im Gelenkpunkt 15 gelagert ist, trägt an seinem anderen Ende ein nicht näher dargestelltes Kugelgelenk 17.A rotor mast 1 carries a housing 2 in or on which the following Beischwenkeinrichtung and height adjustment device described is arranged. A servomotor 3 is connected to a horizontal bevel gear 4 via a drive shaft 5 tied together. The horizontal bevel gear 4 meshes with a vertical bevel gear 6, the in its axis on the right side of a threaded spindle 7 and on the left Side has a shaft 8 with a worm gear 9. On the threaded spindle 7 sits a Nut 10, which via a lever linkage consisting of levers 11, 12 and 13, is guided in such a way that it only moves in the direction of the double arrow 14 can move. A rotation of the nut 10 about its axis is therefore due to the guide excluded with the help of levers 11, 12 and 13. The lever 11 is on the one hand the nut 10, on the other hand in a hinge point 15 at which the two levers 12 and 13 are articulated, pivotally mounted. The lever 12 is, except in the hinge point 15, mounted pivotably on a fixed point 16 of the housing 2. The lever 13, the is mounted with one end in the hinge point 15, contributes at its other end Ball joint 17, not shown in detail.

In einer Lagerschale 18, die fest mit dem Gehäuse 2 verbunden ist, ist ein Drehzapfen 19 drehbar gelagert. Der Drehzapfen 19 trägt an seinem rechten Ende einen Flansch 20 mit zwei Gelenkpunkten 21 und 22. Am Gelenkpunkt 21 ist ein Hebel 23 schwenkbar gelagert, am Gelenkpunkt 22 ein Hebel 24. Die Hebel 23 und 24 verlaufen parallel zueinander. Der Hebel 23 ist an einem Gelenkpunkt 25 einer Rotorblatthalterung 27 angelenkt; der Hebel 24 ist in entsprechender Weise über einen Gelenkpunkt 26 ebenfalls mit der Rotorblatthalterung 27 verbunden. Das Kugelgelenk 1.7 als Verbindungspunkt des Hebels 13 mit der Rotorblatthalterung 27 erlaubt sowohl eine Drehbewegung des Rotorblatts 28 um die Achse 29 als auch eine Schwenkbewegung um eine dazu senkrechte Achse.In a bearing shell 18, which is firmly connected to the housing 2, a pivot 19 is rotatably mounted. The pivot 19 carries on his right End of a flange 20 with two hinge points 21 and 22. At the hinge point 21 is a Lever 23 is pivotably mounted, a lever 24 at the pivot point 22. The levers 23 and 24 run parallel to each other. The lever 23 is at a pivot point 25 of a rotor blade holder 27 hinged; the lever 24 is in a corresponding manner via an articulation point 26 also connected to the rotor blade holder 27. The ball joint 1.7 as a connection point of the lever 13 with the rotor blade holder 27 allows both a rotary movement of the Rotor blades 28 about the axis 29 as well as a pivoting movement about a perpendicular thereto Axis.

Das Schneckenrad 9 steht mit zwei Zahnradsegmenten 30 und 31 im Eingriff (vgl. F i g. 2). Das Zahnradsegment 30 weist einen Arm 32 auf, an dessen Ende ein Zapfen 33 sitzt, der eine Rolle 34 trägt. Die Rolle 34 liegt in einem Kugelgehäuse 35 einer Rotorblatthalterung 36. Das Zahnradsegment 30 ist auf einer Schwenkwelle 37 mit Mittelachse 37a schwenkbar gelagert. Die Schwenkwelle 37 selbst ist gehäusefest gelagert und fluchtet in der gezeichneten Lage mit einer darunterliegenden nicht dargestellten Schwenkwelle 37 b, die in einem ebenfalls nicht dargestellten Zapfen 38 sitzt, der um eine Drehachse 39 drehbar ist. Am Zapfen 38 ist die Rotorblatthalterung 36 um die Achse von 37b schwenkbar und um die Längsachse 39 des Rotorblatts 41, die gleichzeitig Drehachse der Rolle 34 ist, drehbar aufgehängt. An dem Zapfen 38 sitzt ein Blatthebel 40, der mit einer Stoßstange 40a verbunden ist. Stoßstange 40a und Blatthebel 40 dienen in bekannter Weise zur periodischen Einstellwinkeländerung des Rotorblatts.The worm wheel 9 meshes with two gear wheel segments 30 and 31 (see FIG. 2). The gear segment 30 has an arm 32, at the end of which sits a pin 33 which carries a roller 34. The roller 34 lies in a spherical housing 35 of a rotor blade holder 36. The gear segment 30 is pivotably mounted on a pivot shaft 37 with a central axis 37a. The pivot shaft 37 itself is fixed to the housing and, in the position shown, is aligned with a pivot shaft 37b (not shown) underneath it, which is seated in a pin 38 (also not shown), which is rotatable about an axis of rotation 39. The rotor blade holder 36 is pivotable about the axis of 37b on the pin 38 and is suspended rotatably about the longitudinal axis 39 of the rotor blade 41, which is at the same time the axis of rotation of the roller 34. A leaf lever 40, which is connected to a push rod 40a, is seated on the pin 38. The push rod 40a and blade lever 40 are used in a known manner to periodically change the setting angle of the rotor blade.

In gleicher Weise, wie das Zahnradsegment 30 über die beschriebenen Zwischenglieder mit der Rotorblatthalterung 37 bzw. dem darin eingespannten RotorbIatt 41 verbunden ist, ist das Zahnradsegment 31 über entsprechende Zwischenglieder mit einem Rotorblatt 42 verbunden.In the same way as the gear segment 30 via the described Intermediate links with the rotor blade holder 37 or the rotor blade clamped therein 41 is connected, the gear segment 31 is connected via corresponding intermediate links a rotor blade 42 connected.

Wenn der Servomotor 3 die Antriebswelle 5 rechts herum (Blickrichtung von oben wie bei Draufsicht gemäß F i g. 2) antreibt, wird diese Bewegung über das horizontale Kegelrad 4 und das vertikale Kegelrad 6 auf das Schneckenrad 9 in der Weise übertragen, daß die Zahnradsegmente sich in Richtung der Pfeile 43 und 44 nach links bewegen (vgl. F i g. 2), wobei die Rotorblätter 41 und 42 jeweils in Richtung der Pfeile 45 und 46 nach rechts, also nach hinten, geschwenkt werden. Gleichzeitig bewegt sich die Mutter 10 auf dem Gewindebolzen 7 von dem vertikalen Kegelrad 6 fort und zieht über die Hebel 11, 12 und 13 das an der über die Hebel 23 und 24 parallel geführten Rotorblatthalterung 27 befestigte Rotorblatt 28 parallel zu seiner Ausgangsstellung nach oben. In ihrer Endlage liegen die beiden Rotorblätter 41 und 42 unmittelbar nebeneinander, und das Rotorblatt 28 liegt darüber.When the servomotor 3 drives the drive shaft 5 to the right (viewing direction from above as in the plan view according to FIG. 2) drives this movement via the horizontal bevel gear 4 and the vertical bevel gear 6 on the worm gear 9 in the Transferred way that the gear segments move in the direction of arrows 43 and 44 move to the left (see FIG. 2), the rotor blades 41 and 42 each in Direction of arrows 45 and 46 to the right, that is, to the rear, pivoted. At the same time the nut 10 moves on the threaded bolt 7 from the vertical Bevel gear 6 continues and pulls over the levers 11, 12 and 13 that on the lever 23 and 24 rotor blade holder 27, which are guided in parallel, fastened rotor blades 28 in parallel to its starting position upwards. The two rotor blades are in their end position 41 and 42 directly next to one another, and the rotor blade 28 lies above it.

Bei Umkehrung der Drehrichtung des Servomotors 3 verläuft der vorstehend geschilderte Vorgang in umgekehrtem Sinn.When the direction of rotation of the servo motor 3 is reversed, the above runs described process in the opposite sense.

In F i g. 3 ist ein anderes Ausführungsbeispiel der Erfindung gezeigt. In einer Lagerschale 18 liegt ein Zapfen 19, der einen Bund 47 aufweist, an dem zwei Lagerböckchen 48 und 49 sitzen. Zwischen den Lagerböckchen ist ein Gewindebolzen 50 mit Steilgewinde angeordnet. Auf dem Gewindebolzen 50 gleitet eine Mutter 51, die mit einer Rotorblatthalterung 52 fest verbunden ist. Über ein Zahnradsegment 30 und einen teleskopisch längenveränderlichen Zapfen 33 kann das Rotorblatt ähnlich wie beim vorbeschriebenen Ausführungsbeispiel verschwenkt werden. Durch die Führung des Rotorblatts mit Hilfe einer Mutter und eines Gewindebolzens mit Steilgewinde ist der Beischwenkbewegung gleichzeitig eine paralleltranslatorische Höhenverstellbewegung, die durch den Pfeil 54 angedeutet wird, überlagert. Die Rotorblatthalterung kann mit Hilfe einer Sperrklinke 55, die in eine entsprechende Nut 56 des Bunds 47 eingreift, arretiert werden.In Fig. 3 shows another embodiment of the invention. In a bearing shell 18 is a pin 19 which has a collar 47 on which two bearing blocks 48 and 49 sit. There is a threaded bolt between the bearing blocks 50 arranged with high helix thread. A nut 51 slides on the threaded bolt 50, which is firmly connected to a rotor blade holder 52. Via a gear segment 30 and a telescopically variable-length pin 33 can be similar to the rotor blade be pivoted as in the embodiment described above. Through the leadership of the rotor blade with the help of a nut and a threaded bolt with a high helix thread the pivoting movement is also a parallel translatory height adjustment movement, which is indicated by the arrow 54, superimposed. The rotor blade holder can with the help of a pawl 55 which engages in a corresponding groove 56 of the collar 47, be locked.

Die Drehachse 58 des Zapfens 19 ist gleichzeitig Drehachse der Rolle 57.The axis of rotation 58 of the pin 19 is also the axis of rotation of the roller 57.

Zur Erzeugung einer paralleltranslatorischen Bewegung in Verbindung mit einer Beischwenkbewegung können auch andere, auf dem Prinzip der schiefen Ebene beruhende Formkombinationen zwischen dem Bolzen 50 und dem korrespondierenden Verschiebekörper 51 gewählt werden. So ist es beispielsweise möglich, daß der Bolzen eine wendelartige Nut aufweist und der Verschiebekörper 51 einen in diese Nut eingreifenden Finger, ebenso ist aber auch die Umkehrung möglich, nämlich daß der Bolzen einen Finger aufweist, der in eine entsprechende Nut des Verschiebekörpers 51 eingreift.To generate a parallel translational movement in connection with a pivoting movement, others can also use the inclined plane principle based combinations of shapes between the bolt 50 and the corresponding sliding body 51 can be selected. For example, it is possible for the bolt to be helical Has groove and the sliding body 51 has a finger engaging in this groove, but also the reverse is also possible, namely that the bolt has a finger which engages in a corresponding groove of the sliding body 51.

Claims

Claims: 1. Rotor head with rotor blades that can be swiveled in flight, especially for convertible aircraft, with several rotor blades pivoted in Lay on top of each other, d u r c h marked that at the same time with the Pivoting the rotor blades (28, 41, 42) the root of at least one rotor blade is shifted in the direction of the rotor axis.

2. rotor head according to claim 1, characterized characterized in that for pivoting the rotor blades (41, 42) at least one im The worm wheel (9) mounted on the rotor head is used, which is connected to the gear wheel segments (30, 31) the roots of the rotor blades is in engagement, and that on one the worm gear shaft (8) lengthening threaded spindle (7) a nut (10) sits that over handlebars (11, 12, 13) actuates a lever parallelogram through which the root of each beischwenkbaren Rotor blade is connected to the rotor head.

3. rotor head according to claim 1, characterized characterized in that at least one threaded bolt (50) on the circumference of the rotor head its axis is attached parallel to the rotor axis, on which one with the root of the rotor blade to be pivoted firmly connected, in its pivot axis (37 a) arranged threaded sleeve (51) runs.