DE1912409A1 - Befestigungsvorrichtung zur UEbertragung von Biegemomenten von einem Rotorblatt eines Hubschraubers auf die Rotornabe - Google Patents

Description

• Befestigungsvorrichtung zur Übertragung von Biegemomenten von einem Rotorblatt eines Hubschraubers auf die Rotornabe Die Erfindung bezieht sich auf eine Befestigungsvorrichtung zur Übertragung von Biegemomenten von dem ein Rotorblatt eines Hubschraubers tragenden Spannkopf auf die zugehörige Rotornabe.
• Die Rotorblätter von Haupt- und Heckrotor@n von Hubschraubern sind im allgemeinen an Gelenkwellen befestigt, um deren Achsen die Blätter zur Änderung des Blattneigungswinkels gedreht werden können, während die Blätter auf andere Weise im wesentlichen starr gehalten werden. Sow@hl Haupt- als auch Heckrotorblätter sind infolge der zyklischen Schwankungen von während des Geradeausfluges auf die Blätter ausgeübten Hub-oder Stoßkräften Biegemomenten ausgesetzt. Diese zyklischen Schwankungen haben ihre Ursache darin, daß das Blatt während einer halben Drehung bezogen auf die umgebende Luft nach vorne bewegt wird, während es während der anderen halben Drehung durch die umgebende Luft nach hinten bewegt wird. Dadurch werden beim Geradeausflug des Hubschraubers auf die Blätter bei der Drehung zyklisch sich ändernde Kräfte und Biegemomente ausgeübt, die über die Nabenwelle auf die Tragkonstruktion übertragen werden müssen.
• Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Befestigungsvorrichtung zu schaffen, durch die Spannungskonzentrationen bei der Übertragung der Biegemomente auf die Rotornabe und die Rotornabenwelle vermieden werden.
• Diese Aufgabe wird durch eine Befestigungsvorrichtung der eingangs erwähnten Art gelöst, die gekennzeichnet ist durch eine Welle an der Rotornabe mit einer nahe ihrem Ende angebrachten Ringnut, in der ein Übertragungsring gehalten ist, der auf der Welle befestigte, den Spannkopf tragende Kopplungsmittel berührt. Durch die Anordnung des Übertragungsringes in der Ringnut werden Spannungskonzentrationen vermieden.
• In einer Ausgestaltung der Erfindung kann ein den Übertragungsring in die Ringnut und gegen die Kopplungsmittel pressender keilring vorgeschen werden.
• Ferner kann am Ende der Welle ein Gewinde zur Festlegung des Übertragungsringes und der Kopplungsmittel vorgeschen sein, neben dem sich die Ringnut befindet, deren Krümmungsradius groß gegenüber dem des Gewindeendes ist, und die Kopplungsmittel können Lager aufweisen, die den Spannkopf drehbar tragen.
• Die Erfindung wird im folgenden anhand der ein Ausführungsbeispiel zeigenden Figuren näher erläutert.
• Fig. 1 - zeigt den hinteren Teil eines Hubschraubers mit den Rotorblättern in Arbeitsstellung.
• Fig. 2 - zeigt auseinandergezogen eine Befestigungsvorrichtung gemäss der Erfindung.
• Fig. 3 - zeigt einen Schnitt durch einen Teil der Nabe, an der die Rotorblätter befestigt sind.
• Fig. 1 zeigt einen Heckrotor 10 mit Rotorblättern 11 und 12, die an einer Nabe 13 drehbar um die welle 14 befestigt sind.
• Die Nabe 13 ist mit der Abgabewelle 15 eines am hinteren Teil 17 des Hubschraubers befestigten Getriebes 16 verbunden.
• Die Rotorblätter 11 und 12 sind jeweils über die Spannköpfe 18 und 19 mit der Nabe 13 verbunden. Jeder Spannkopf hat ein Blattsteuerungshorn zur Steuerung der Blattwinkelneigung.
• Das Blatt@ @uerungshorn des Spannkopfes 18 ist über ein Steuergestänge 22 mit dem Kopf 21 verbunden. Entsprechend ist das Blattsteuerungshorn des Spannkopfes 19 über ein nicht dargestelltes, dem Gestänge 22 ähnelndes Steuergestänge mit dem Kopf 21 verbunden. Durch die Abgabewelle 15 des Getriebes 16 erstreckt sich ein Steuerrohr (nicht gezeigt), das am Kopf 21 befestigt ist.
• Zur Änderung der Winkelstellung der Rotorblätter 11 und 12 schiebt der @ilot das Steuerrohr in der Abgabewelle 15 des Getriebes 16 hin und her, wodurch sich der Kopf von der Nabe 13 weg oder auf diese zu bewegt. Die Bewogung des Kopfes 21 bewirkt eine Dr@hung der Rotorblätter 11 und 12 um ihre jeweilige, später zu beschreibende Welle, wodurch sich die Winkelstellung der Rotorblätter vorändert.
• Fig. 2 zeigt in auseinandergezogener Darstellung die erfindungsgemässe Befostigungsvorrichtung für einen Heckrotor, die die Kräfte des schlagenden Rotorblattes dort auf eine Welle 26 überträgt, wo der Krümmungsradius verhältnismässig groß ist. Als Übergang zwischen der Nabe 13 und dem zylindrischen Teil der Welle 26 ist ein geschwungener Hals 27 vorgesehen. Die Welle 26 enthält eine ringförmige Übertragungsnut 28, eine Gewind@entlastungsnut 29 und einen Gewindeendbereich 31.
• Zur Verbindung des Rotorblattes 12 mit der Nabe 13 ist um 180° versetzt gegenüber der Welle 26 eine entsprschende Welle 32 vorgesehen.
• In Fig. 2 ist nur die Befestigungsvorrichtung für das Rotorblatt 11 dargestellt. Es ist jedoch klar, daß eine entsprechende Anordnung für das Rotorblatt 12 vorgesehen wird. Das Rotorblatt 11 ist an den Spannkopf 18 mit Hilfe der Schrauben 36 und 37 angeschraubt. Eine Distanzbuchse 38 ist in die Aussparung 39 des Spannkopfes 18 gesetzt.
• Die Aussparung 39 enthält am Ende ein Gewinde 41.
• Auf dem geschwungenen Hals 27 befindet sich auf der Welle 26 ein Führungsring 32. der einen Bezugspunkt für die übrigen Teile der Befestigungsvorrichtung bildet. Die Außenfläche des Führungsrings 42 wird von einer Dichtung 43 umschlossen, die die Einselteil@ der Befestigungsvorrichtung gegen das Eintreten von Staub und Schmutz von außen @chützt. Eine Haltemutter 44 mit einem in @@s Gewinde 41 pass@@den Außengewind@ 46 wird auf die welle 26 geschoben. Der Innend@rch@@@ser dieser Haltem@tter @@ ist derart gewählt, daß @w@ @@@n welle @@@ @@t@@u@ @@@ @@@ @@nd besteht, so daß sich die Haltemutter gegenüber der Welle drehen kann. Die Dichtung 43 wird von einer Stopfbuchse 47 mit kegelstumpfförmiger Außenfläche gehalten. Die kegelstumpfförmige Außenfläche paßt in die entsprechende Innenfläche der Haltemutter 44.
• Neben dem Führungsring 42 zum Gewindeendbareich 31 hin sind eine oder mehrere Unterlegscheiben 48 zur Festlegung der Lage des Übertragungsringes 52 angebracht. Zwei Kugellager 49 und 51, die sowohl @xiale als auch radiale Kräfte aufnehmen können, sind auf die Welle 26 aufgeschrumpft. Daneben ist ein aus zwei Teilen bestehender Übertragungsring 52 in die Übertragung@nut 28 eingesetzt. Die Teile dieses Übertragungsringes sind halbkreisförmig, und ihre Innenflächen sind entsprechend dem Krümmungsradius der Ringnut 28 gewölbt. Der Übertragungsring wird mit Hilfe eines Keilringes 53 mit kegelstumpfförmiger Innenfläche an seinem Platz gehalten und in die Übertragungsnut gedrückt. Der Führungsring 42, die Lager 49 und 51, der Übertragungsring 52 und der Keilring 53 werden mit Hilfe einer auf den Gewindeendbereich 31 geschraubten Mutter 54 auf der Welle 26 gehalten.
• Eine ähnliche Vorrichtung wird zur Befestigung des Rotorblattes 12 an der Welle 32 benötigt. Es wird jedoch für ausreichend gehalten, nur die Befestigungsvorrichtung für das Rotorblatt 11 zu beschreiben.
• Fig. 3 zeigt die zusammengebaute Befestigungsvorrichtung gemäss Fig. 2 zur Verbindung des Rotorblattes 11 mit der Welle 26. Die Welle 26 an der Rotornabe 13 er@treckt sich rechtwinklig zur Dreh@chse 14, die durch die Abg@bewelle 15 des Getriebes 16 (Fig. 1) @ngetrieben wird. Erfindungsgemäss wird der Spannkopf 18 auf folgende Weise an der Welle 26 befestigt: zunächst wird der Führungs@ing 42 auf die Well@ 26 gepreßt, bis er @m gesch@ungenen Hals 27 @@liegt. @@nn wird die Haltemutter 44 auf die Welle 26 gesteckt und die Dichtung 43 über die Führungsring 42 geschoben. Die Stopfbuchse 47 wird in ihre Lage gebracht, und die Dichtung 43 in die vom Führungsring 42 und der Stopfbuchse gebildete Nut gedrückt. Danach werden die Lager 49 und 51 n@cheinander auf die Welle 26 aufgeschrumpft und der Übertragungsring 52 in die Übertragungsnut 28 eingefügt, so daß er am Laufring des Lagers 51 anliegt. Über den Übertragungsring 52 wird der Teilring 53 geschoben, so daß dessen abgeschrägte Innenfläche die entsprechend abgeschrägte Außenfläche des Übertragungsringes berührt. Jetzt werden zwischen dem Führungsring 42 und dem Laufring 49 Unterlegscheiben 48 gesetzt, deren Anzahl so gewählt ist, daß der Übertragungsring 52 im äußeren Bereich der Übertragungsnut 28 sitzt. Dies ist in Fig. 3 dargestellt, wo sich das Lager 51 über die Kante der Übertragungsnut 28 hinaus erstreckt.
• Nach dem Aufbringen der richtigen Anzahl von Unterlegscheiben 48 wird die Mutter 54 auf den Gewindeendbereich 31 geschraubt, so daß der Keilring 53 auf den Übertragungsring 52 drückt.
• Nach dem beschriebenen Zusammenbau wird die Dista@zbuchse 38 über die gesamte Vorrichtung geschoben, so daß sie an den Außenflächen der Kugellager 49 und 51 anliegt. Zum Schluß schiebt man den Spannkopf 18 über die Distanzbuchse 38 und schraubt die Haltemutter 44 in das Gewinde 41 in der Aussparung 39, w@durch der Spannkopf in seine richtige Lage gebracht wird.
• Für einige Anwendungszwecke kann es erwünscht sein, zwischen der nach innen gezogenen Kante der Distanzbuchse 38 und der Außenfläche des Laufringes des Kugellagers 51 Unterlegscheiben 56 einzufügen, durch die die Schrauben 36 und 37 bezüglich der Achse 14 zentriert werden.
• Während des Betriebes wird das vom Rotorblatt 11 erzeugte Biegemoment vom Laufring des Lagers 51 über den geteilten Übertragungsring 52 auf die Welle 26 übertragen.
• Obwohl die Erfindung anhand eines Heckrotors beschrieben wurde, ist sie nicht auf dieses Ausführungsbeispiel beschränkt. Man erkennt, daß eine derartige Befestigungsvorrichtung auch für andere Zwecke brauchbar ist, beispielsweise für den Hauptrotor.
• Die Erfindung wurde vorstehend @nhand eines Ausführungsbeispiels beschrieben. Sie ist jedoch nicht auf dieses beschränkt, s@ndorn es sind weitere Abwandlungen und Änderungen möglich, die alle unter die Erfindung fallen.

Claims (10)

A n s p r ü c h e

1. Befestigungsvorrichtung zur Übertragung von Biegemomenten von dem ein Rotorblatt eines Hubschraubers tragenden Spannkopf auf die zugehörige Rotornabe, gekennzeichnet durch eine Welle (26) an der Rotornabe (13) mit einer nahe ihrem Ende angebrachten Ringnut (28), in der ein Übertragungsring (52) gehalten ist, der auf der Welle (26) befestigte, den Spannkopf (18) tragende Kopplungsmittel (49, 51) berührt.

2. Befestigungsvorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen den Übertragungsring (52) in die Ringnut (28) und gegen die Kopplungsmittel (49, 51) pressenden Teilring (53).

3. Befestigungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß am Ende der Welle (26) ein Gewinde (31) zur Festlegung des Übertragungsringes (52) und der Kopplungsmittel (49, 51) vorgesehen ist, neben dem sich die Ringnut (28) befindet, deren Krümmung@radius groß gegenüber dem des Gewindeendes (31) ist, und daß die Kopplungsmittel Lager (49, 51) aufweisen, die den Spannkopf (18) drehbar tragen.

4. Befestigungsvorrichtung nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch an den Lagern (49, 51) anliegende Unterlegscheiben (48, 56) zur Festlegung der Lage des Übertragungsringes (52).

5. Befestigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Übertragungsring (52) aus zwei halbkreisförmigen Teilen besteht, deren Innenfläche entsprechend dem Krümmungsradius der Ringnut (28) gewölbt sind.

6. Befestigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß auf der der Rotornabe (13) zugewandten Seite der Welle (26) ein Führungsring (42) und im Abstand dazu eine Stopfbuchse (47) sitzt und zwischen beiden eine Dichtung (43) angeordnetist.

7. Befestigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß auf des Gewinde (31) eine Mutter (54) geschraubt ist.

8. Befestigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Lagern (49, 51) und dem Spannkopf (18) eine Distanzbuchse (38) angeordnet ist.

9. Befestigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 8, gekennzeichnet durch eine Haltemutter (44) zur Verbindung des Spannkopfes (18) mit den Lagern (49, 51).

10.Befestigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis gekennzeichnet durch eine Gewindeentlastungsnut (29) zwischen Ringnut (28) und Gewinde (31).

L e e r s e i t e