DE1531434C - Rotorkopf mit im Fluge beischwenkbaren Rotorblättern - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Rotorkopf mit im Fluge beischwenkbaren Rotorblättern, insbesondere für Vervvandlungsflugzeuge, wobei mehrere Rotorblätter in beigeschwenkter Lage übereinander liegen.

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.

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 Schwenkgelenk in der Weise aus ihrer lotrechten Normallage in eine Schräglage versfeilt werden, daß die Rotorblätter ebenfalls jeweils paarweise untereinander verstaut, werden können.

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 beigeschwenkten Stellung arretiert.

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. .

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.

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 mii 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 Wurzel des beizuschwenkenden Rotorblattes fest verbundene, in dessen Schwenkachse an-. geordnete GewindehUlse läuft.

Eine derartige Einrichtung löst die gestellte Aufgabe mit geringem konstruktiven Aufwand, sie ist sehr funktionssicher und weist ein relativ geringes Gewicht auf.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der nachfolgenden Beschreibung an Hand der Zeichnung dargelegt. Es zeigt
F i g. 1 eine Seitenansicht des schematisch darge-

. stellten Rotorkopfes,

F i g. 2 eine Draufsicht auf den Rotorkopf gemäß

ίο Fig. 1 und

F i g. 3 eine Ausführungsform eines Beischwenkmechanismus mit Verriegelungseinrichtung in Seitenansicht.

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.

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 17 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 senk-, rechte Achse.

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

⁶S Zapfen 38 sitzt, der um eine Drehachse 39 drehbar ist. Am Zapfen 38 ist die Rotorblatthalterung 36 um die Achse von 376 schwenkbar und um die Längsachse 39 des Rotorblatts 41, die gleichzeitig Dreh-

chse der Rolle 34 ist, drehbar aufgehängt. An dem Zapfen 38 sitzt ein Blatthebel 40, der mit einer Stoßtange 40a verbunden ist. Stoßstange 40 a und Blattiebel 40 dienen in bekannter Weise zur periodischen einstellwinkeländerung des Rotorblatts.

In gleicher Weise, wie das Zahnradsegment 30 über iie beschriebenen Zwischenglieder mit der Rotor-Matthalterung 37 bzw. dem darin eingespannten Ro-.orblatt 41 verbunden ist, ist das Zahnradsegment 31 iber entsprechende Zwischenglieder mit einem Rotorblatt 42 verbunden.

Wenn der Servomotor 3 die Antriebswelle 5 rechts aerum (Blickrichtung von oben wie bei Draufsicht >emäß 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.

Bei Umkehrung der Drehrichtung des Servomotors 3 verläuft der vorstehend geschilderte Vorgang in umgekehrtem Sinn.

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 Lagerböckchen48 und 49 sitzen. Zwischen den Lagerböckchen ist ein Gewindebolzen SO 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.

Die Drehachse 58 des Zapfens 19 ist gleichzeitig Drehachse der Rolle 57.

Zur Erzeugung einer paralleltranslatorischen Bewegung in Verbindung mit einer Beischwenkbewegung können aHich andere, auf dem Prinzip der schie-

fen 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.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Rotorkopf mit im Fluge beischwenkbaren Rotorblättern, insbesondere für Verwandlungsflugzeuge, wobei mehrere Rotorblätter in beigeschwenkter Lage übereinander liegen, dadurch gekennzeichnet, daß gleichzeitig mit dem Beischwenken der Rotorblätter (28, 41, 42) die Wurzel von zumindest einem Rotorblatt in Richtung der Rotorachse verschoben wird.

2. Rotorkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum Beischwenken der Rotorblätter (41, 42) zumindest ein im Rotorkopf gelagertes Schneckenrad (9) dient, das mit Zahnradsegmenten (30, 31) an den Wurzeln der Rotorblätter im Eingriff steht, und daß auf einer die Schneckenradwelle (8) verlängernden Gewindespindel (7) eine Mutter (10) sitzt, die über Lenker (11, 12, 13) ein Hebelparallelogramm betätigt, durch das die Wurzel jedes beischwenkbaren Rotorblatts mit dem Rotorkopf verbunden ist.

3. Rotorkopf nach Anspnich 1, dadurch gekennzeichnet, daß am Umfang des Rotorkopfes zumindest ein Gewindebolzen (50) mit seiner Achse parallel zur Rotorachse befestigt ist, auf dem eine mit der Wurzel des beizuschwenkenden Rotorblattes fest verbundene, in dessen Schwenkachse (37 α) angeordnete Gewindehülse (51) läuft.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen