DE1814679C3 - Getriebe fur eine Lasthebevor richtung in einem Hubschrauber - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft ein Getriebe für eine Lasthebevorrichtung in einem Hubschrauber mit zwei parallelen Wellen, von denen die erste Welle als Antriebswelle unter Zwischenschaltung der Rotorwelle mit den Triebwerken verbunden ist und über einen Freilauf und diesem nachgeschaltete Stirnräder mit der zweiten Welle in Eingriff steht, die als Ablriebswelle mit der Lasthebevorrichtung verbunden ist.

Eine derartige Ausführungsform läßt sich beispielsweise der USA.-Patentschrift 2 979 968 entnehmen. Danach werden die Lasthebevorrichtung sowie die anderen Zusatzaggregate normalerweise von der Hauptrotcirantriebswelle angetrieben. Wenn der Hubschrauber stillsteht, können Zusatzaggregate und Lasthebevorrichtung separat von einer Zusatzantriebswelle betätigt werden. Soll während des Schwcbeflugcs über die Lasthebevorrichtung eine schwere Last abgesenkt werden, dann wirkt diese als Antrieb auf die Lasthebevorrichtung. Da diese Belastungen nicht durch den Freilauf auf den Rotor übertragen werden könneji, treiben sie die Zusatzaggregate an. Daher ist das über die Lasthebevorrichtung absenkbare Gewicht durch die Leistung begrenzt, die von den Zusatzaggregaten aufgenommen werden kann. Wird keine Leistung auf die Antriebsvorrichtung übertragen, wird eine Bremse eingeschaltet. Um ein Durchlaufen der Zusatzaggregate zu verhindern, wird in an sich bekannter Weise eine Bremse verwendet, die die Leistung aufnehmen muß. Die dabei efitstehende Wärme wird in einem Wärmespeicher vernichtet. Eine andere Lösung dieses Problems besteht darin, in den Leitungen der hydraulischen Hebevorlichtung eine Verengung sowie einen Wärmeaustauscher vorzusehen.

Für «rotte und dementsprechend schwere Hubschrauber stellen beide Lösungsmöglichkeiten jedoch eine erhebliche und damit außerordentlich nachteilige Gewichtsvergrößerung dar. Zur Vermeidung dieses Nachteils könnte man die Lastheoevorrichtung unmittelbar- mit der Hubschrauberantriebswelle verbinden und den Freilauf ausschalten. Hierbei könnte jedoch die Lasthebevorrichtung dann nicht betätig! werden, wenn die Hubschrauberantriebswelle stillsteht.

Der Erfindung liegt Jie Aufgabe zugrunde, ein Ge-■ riebe der oben "erläuterten Art dahingehend zu verhessern, daß mit der Lasthebevorrichtung schwere Lasten ebenfalls abgesenkt werden können, ohne daß etwaia angeschlossene Zusatzaggregate infolge erhöhter Drehzahlen beschädigt werden, und ohne daß die durch das Absenken auftretende kinetische Enerüie durch groß dimensionierte Bremsen, Wärmeaustauscher od. dgl. vernichtet werden muß.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die zweite Welle zusätzlich über einen zweiten, gegenüber dem ersten Freilauf in umgekehrter L'mdrehungsrichtung wirksamen Freilauf und diesem nachgeschaltete zweite Stirnräder mit der ersten Wei'e in Eingriff steht, wobei das Übersetzungsverhältnis der Räder des ersten Stirnradsatzes größer ist als das der Rade, des zweiten Stirnradsatzes.

Der wesentliche Vorteil des neuen Getriebes ist darin zu sehen, daß bereits eine geringfügig höhere Umdrehungszahl der die Lasthebevorrichtung antreibenden Welle automatisch zu einer Verbindung mit der Rotorwelle führt, so daß der Rotor die Leistung aufnehmen und eine unzulässige Erhöhung der Drehzahlen sicher verhindern kann. Auf die Installation großer Bremsen, Wärmeaustauscher od. dgl. kann somit verzichtet werden, was für die Nutzlast eines Hubschraubers von entscheidender Bedeutung ist.

In einer zweckmäßigen Ausführutigsform ist das dem ersten Freilauf nachgeschaltete Stirnrad über eine Schaltkupplung mit einem Zusatzantrieb verbindbar, wobei eine von Hand zu betätigende Einrichtung zum Auskuppeln des zweiten Freilaufs vorgesehen ist.

In der Zeichnung ist eine als Beispiel dienende Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Es zeigt

F i g. 1 eine schematische Darstellung eines Getriebes · für eine Lasthebevorrichtung in einem Hubschrauber mit zwei parallelen Wellen,

F i g. 2 einen Schnitt nach der Linie 2-2 nach Fig.l,

F i g. 3 einen Schnitt nach der Linie 3-3 nach Fig. I.

F i g. 1 zeigt eine HubschrauberhauptrotorweHe 10, die durch Kegelräder 12 und 14 von einer Welle 16 mit einem darauf befestigten Zahnrad 18 angetrieben wird. Das Rad 18 steht in· Eingriff mit zwei Rädern 20 und 22, die an gegenüberliegenden Seiten des Rades 18 angeordnet und auf den Wellen 24 und 26 von zwei identischen Triebwerken 28 und 30 vorgesehen sind. In der Ausführungsform nach Fig.l wird angenommen, daß die Triebwerke im Gegenuhrzeigersinn drehen, wenn man die F i g. 1 von der rechten Seite betrachtet, welches eine Drehung des Hauptrotors im Uhrzeigersinn (von oben betrachtet) ergibt.

Eine Welle 32 mit einem Kegelrad 34, das mit

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dem Rad !2 in Eingriff steht, ist koaxial zur Weile Id angeordnet, und zwischen ihren Enden ist ein Stirnrad 36 angeordnet zu einem Zweck, der spüler erläutert wird. Die Welle 32 erstreckt sich am anderen EmIe in en. hohles Kupplungsgehäuse 38 mit einer inneren ringförmigen Kupplungsfläche 39 ·■■. ig. 2). Auf der Welle 32. innerhalb des Gehäuses 38 ist eine Nockenwelle 40 befestigt, die nach Art e^:'ves Kreüaufs über eine Rolle 42 mit der Kupp- ;.,:iiisflacht· 39 zusammenwirkt. Die Anordnung ist s getroffen. daß das Kupplungsgehäuse 38 im Ge-.,nuhrzeigersinn angetrieben wird, wie durch die !'■eile in I i g. ?. angedeutet ist, wenn die Welle 32 .-al der Nocken 40 im Gegen· hrzeigersinn (Fiu.2) -eilen.

Das Kupplungsgehäuse 38 trägt ein Zahnrad 44. /..^ mit Stirnrädern 46 und 48 einerseits und einem ■> '.rnrad 50 andererseits in Verbindung steht. Das :-Uid 50 ist auf einer Welle 52 angebracht, die die \ntriebswelle 54 der Hebevorrichtung üt-er eine Aiipplungs- und Räderanordnung 55 -itreibt. Diese i.upplungs- und Räderanordnung ist an sich bekannt md besteht aus zwei Kupplungs- und Rädereinhei-. η A und B. Die Einheit A umfaßt ein Rad 56, wellies mit einem Kupplungsteil 58 einen Teil bildet ,ind ein Rad 60, welches mit einem Kupplungsteil 62 einen Teil bildet. Die Einheit/? ist identisch und umfaßt ein Rad 64 mit einem Kupplungsteil 65 und ein Rad 66 mit einem Kupplungsteil 67. Die Räder 56 und 64 stehen mit einem Rad 59 an der Welle 52 in Eingriff. Die Räder 60 und 66 stehen miteinander in Eingriff. Es ist eine geeignete Kupplungsbetätigungsvorricluung (nicht dargestellt) angeordnet, wodurch beide Kupplungen ein oder ausgeschaltet werden können. Das Stirnrad 44 kann auch von einer Zusatzleistungseinheit 72 über den Zusatzrädersatz 46, 48 und eine ausschaltbare Kupplung 74 angetrieben werden. Obschon in Fig. I mechanische Vorrichtungen dargestellt wurden, um die Hebevorrichtung anzutreiben, kann das Stirnrad 44 durch eine hydraulische Pumpenanordnung betätigt werden.

Das Rad 36 der Welle 32 steht mit einem Rad 76 über einen Freilauf der oben beschriebenen Art mit der WtHe 52 in Eingriff. Der Freilauf besteht ebenfalls aus einem Kupplungsgehäuse 78, einer inneren Kupplungsfläche 80 (Fig. 3), einer Nockenwelle 82 und einer Rolle 84. Es wird besonders hervorgehoben, daß der auf der Welle 32 angeordnete Freilauf das Gehäuse 38 antreibt, wenn die Welle 32 im Gegenuhrzeigersinn (Fig.2) dreht, und daß das Gehäuse 78 des Freilaufs an der Welle 52 nur angetrie ben wird, wenn die Welle 52 im Uhrzeigersinn dreht. Oder anders ausgedrückt, die beiden Freiläufe wirken in entgegengesetzten Richtungen der Wellenumdrehung.

Die in den F i g. 2 und 3 dargestellten miteinander in Eingriff stehenden Räder 44 und 50 (Fi %. 2) haben 40 bzw. 60 Zähne, während die in Eingi.'ff stehenden Räder 36 und 76 (Fig. 3) 40 bzw. 59 ZMhne haben, d.h. das Übersetzungsverhältnis der Räder 36 und 76 ist geringfügig kleiner als das Übersetzungsverhältnis der Räder 44 und 50. Dieser Unterschied der Übersetzungsverhältnisse ist, wie nachfolgend erläutert, im Betrieb der Lasthebevorrichtung von Bedeutung.

Wenn der Hubschrauber im Schwebeflug ist und eine Last durch die Lasthebevorrichtung aufnimmt, dreht die Welle 32 im Gegenuhrzeigersinn (Fig.2) und wird durch das Rad 12 an der Rotorwelle angetrieben Der Freilauf treibt das Rad 44 im Gegenuhrzeisiersinn an, wie in F i si. 2 dargestellt ist. Das Rad 44 "treibt die Räder 50 und 59 an der Welle 52. wodurch die Räder 56 und 64 der Kupplungs- und Räderanordnunüen A und H in L'mlauf gebracht werden. Durch das Einkuppeln der Kupplungsteil 6i und 67 wird die Welle 54 der l.asthebe\ornchtunu angetrieben und somit die Last gehoben. Nach dem

_K, I lohen werden die Teile 65 und 67 ausgeschaltet.

Während des HeK.is der Last durch die Hauptrotorantriebswelle wird das Rad 44 angetrieben. Das RiKi 76 wird ebenfalls durch das Rad 36 im Uhrzeigersinn antietriehen (wie durch den Pfeil in l· ι g. 3

dargestellt ist"), während die Nockenwelle 82 an der Weile 52 durch das Rad 50, das an dieser Welle befestigt ist. im IJhr/.einersinn umläuft. Infolge der T ats;,J,v·. daß die Räder 44 und 36 4(1 Zähne haben, das Rad 50 60 Zähne und'das Rad 76 ^ Zähne haben.

drehen die Räder 44 und 36 i,»it derselben Geschwindigkeit, während das Rad 50 unu die damit befestigte Nockenweile 82 langsamer als das Rad 76 drehen. Somit wird der Freilauf mit der Rolle 8-1 während des Hebens und zu jeder Zeit, wenn die Welle 32 das Rad 44 antreibt, freilaufen.

Wenn die Last gesenkt werden soll, werden die Kupplungsteil 58 und 62 der Kupplungs- und Räderanordnung A in Eingriff gebracht, so daL? durch die Räder 66 und 60 und die Teile 62 und 5X

3& eine Drehrichtung der Welle 54 hervorgerufen wird, die der Drehrichtung beim Heben entgegengesetzt ist. Das Lastgewicht treibt nun die Welle 52 und das Rad 50 an. Auf Grund der unterschiedlichen Übersetzungsverhältnisse der Radpaarungen 44, 50 und

36, 78 ist die Drehzahl des Rade.s 44 größer als die des Rades 36, so daß der Freilauf mit der Rolle 42 freiläuft. Die Last treibt nun die Welle J2 an. In diesem Zusammenhang wird bemerkt, daß obschon das Gewicht der Last dL Drehrichtu.ig der Antriebswelle 54 umgekehrt hat, die Welle 52 in derselben Drehrichtung umläuft, da die Räder 60 und 66 zum Senken eier Last in der Kupplungs- uad Räderanordnung A eingeschaltet sind.

Da die Welle 32 mit dem Hauptrotor in Verbindung steht, wird dieser durch die Leistung angetrieben, die durch das Lastgewicht in die Anordnung eingeführt wird, und der Rotor wird nun diese Leistung aufnehmen und verhindern, daß die Zusatzaggregate mit einer zu hohen Geschwindigkeit angetrieben werden.

Obschon, wie vorher erwähnt wurde, die Freiläufe an den Wellen 32 und 52 mit Ausnahme der Drehrichtung idci.lisch sind, hat der Freilauf an der Welle 52 eine zusätzliche Einrichtung, die es erlaubt, daß die Welle 52 manuell ausgekuppelt oder im ausgekuppelten Zustand gehalten werden kann. Diese an sich bekannte Auskupplungsvorrichtung besteht aus einer Seheibe 86, die durch einen Hebel 88 axial hin und her bewegt werden kann, wie-schematised in Fig. 1 dargestellt ist. Eine axiale Bewegung der Scheibe 86 ruft infolge von Nockennuten in der Scheibe eine Drehung des Halters (nicht dargestellt) der Rolle 84 (Fig. 3) im Uhrzeigersinn hervor. Eine Einwegkupplung mit einer Auskupplungsvorrichtung nach dieser Anordnung ist in der USA.-Patentschrift 2 644 535 beschrieben.

Wenn die Lasthebevorrichtung von der Zusatzleistungscinheit 72 angetrieben werden soll, während

der Hubschrauber am Boden steht, wird durch den Hebel 88 die zugehörige Kupplung ausgekuppelt, so daß diese Betriebsweise möglich ist, während der die Einwcgkupplung an der Antriebswelle 32 freiläuft.
In der in F i g. I dargestellten Ausführungsform wird die Welle 32 durch das Kegelrad 12 der Rotorantriebswcllc 10 angetrieben. Die Welle 32 kann auch unmittelbar mit der Triebwerkswelle in Verbindung stehen, wobei diese ihrerseits unmittelbar mit der Rotorantriebswelle 10 verbunden ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Getriebe für eine Lasthebsvorrichtung in einem Hubschrauber mit zwei parallelen Wellen, von denen die erste Welle als Antriebswelle unter Zwischenschaltung der Rotorwelle mit den Triebwerken verbunden ist und über einen Freilauf und diesem nachgeschaltete Stirnräder mit der zweiten Welle in Eingriff steht, die als Abtriebswelle mit der Lasthebevorrichtung verbunden ist, du du ich gekennzeichnet, daß die zweite Welle (52) zusätzlich über einen zweiten, gegenüber dem ersten Freilauf (38 bis 42) in umgekehrter Umdrehungsrichtung wirksamen Frei- _!5 lauf (78 bis 84) und diesem nachgeschaltete zweite Stirnräder (36, 76) mil der ersten Welle (32) in Eingriff steht, wobei das Übersetzungsverhältnis der Hader (44. 50) des ersten Stirnradsalzes großer ist als das der Räder (36, 76) des zweiten Stirnradsatzes.

2. Getriebe nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß das dem ersten Freilauf (38 bis 42) nachgeschaltete Stirnrad (44) über eine Schaltkupplung (74) mit einem Zusatzantrieb (72) verbindbar ist, wobei eine von Hand zu betätigende Hinrichtung (86, 88) zum Auskuppeln des zweiten Freilaufs (78 bis 84) vorgesehen ist.