DE1914816C - Drehflügelflugzeug - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Drehflügelflugzeug nit zumindest einem an der Nabe zur Ausführung von Schlag-, Schwenk- und Einstcllbewegungen gelagerten Rotorblatt, welches an der Blattwurzel ein elastisches Lager hauptsächlich zur Aufnahme der Blattfliehkräfte und radial zur Rotorachse im Abstand dazu ein Führungslager zur Aufnahme von im wesentlichen quer zur Blattlängsachse wirkenden Kräften aufweist.

Durch die USA.-Patentsdiriften 3 111172 und 282 350 sind Drehflügelflugzeuge der eingangs genannten Art bekannt geworden; bei der Lagerung des Rotorblattes nach der erstgenannten Druckschrift ist mich das Führungslagcr elastisch ausgebildet, so daß es zu Überbeanspruchungen der elastischen Teile des Führungslagers kommen kann, wodurch die Lebensdauer der Lagerung beschränkt ist, während die Lagerung des Rotorblattes nach der letztgenannten Druckschrift ein Führungslager aufweist, welches nur statisch, nicht jedoch dynamisch entlastet ist.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Drehflügelflugzeug der eingangs genannten Art zu schaffen, in dem die Lagerung des Rotorblattes so ausgeführt ist, daß das Führungslaj?er dynamisch entlastet ist und eine erhöhte Lebensdauer aufweist.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß das Führungslager eine in der Rotornabe drehbar gelagerte Kugel aufweist, wie an sich bekannt, und daß die Kugel von einem in ihr in Blattlängsrichtung verschiebbaren, mit der Blattwurzel lest verbundenen Hihrimuszapfen durchdrungen ist. Der erzielbare technische Fortschritt ist vor allem darin zu erblicken, daß dauernde stoßartige Belastungen de> Führungsb.gers in Richtung der Blattachse \ermieden werden.

in besondere kann die Ausgestaltung so erfolgen. daß die Kuncl in ein.in Gehäuse gelagert ist. welches an tL;n außer«, η t-'nde eines von d«.r Rotornabe rad;.:i nach außen -ich erst;eckenden Halteteils befesl'gl Kt um' daß das elastische Lager radial zur Rotoraciise innerhalb der Kugel zwischen der Außenwand des KuLieüage.'gehaiises und dem Ansatz eines a.; dem Kuiicllaüct'jehäu-«. \orbeiführenden. mit der BIaHv. ur/el \ uhundenen Arms angeordnet ist. Da-

• 5 :li!rci; is! es miiglich. die Lehensdauer der Lagerung wei'.er /u verbessern, weil Jas elastische Lager wegen seiner wei; innen gelegenen Anordnung bei den verschiedenen Bewegungen des Rotorhlattes so wenig wie möglich auf Scherung beansprucht wird.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand eines in den Fig. 1 bis 3 dei Zeichnung dargestellten, besonders bevorzugten Ausführuncsbeispiels näher erläutert. Es /eist

F i g. 1 eine seitliche Aufrißansicht der Rotornabe eines Drehflügelflugzeugs, teilweise geschnitten,

F i g. 2 eine Aufsicht auf die Oberseite der in F i g. I dargestellten Rotornabe, wobei zur deutlicheren Darstellung bestimmte Teile weggebrochen und im Schnitt gezeigt sind und

F i g. 3 eine mehr ins einzelne gehende Darstellung von in Fig. 1 und 2 gezeigten Teilen des elastischen Lagers.

Die Antriebswelle 10 dient dazu, die Rotornabe 12 in Drehbewegung zu versetzen. An der Rotornabe 12 ist eine Mehrzahl von Rotorblättern 14 mittels einer Lagerung 16 befestigt, über welche die Drehbewegung der Antriebswelle 10 und der Nabe 12 auf die Rotorblätter 14 übertragen wird.

Die Lagerung 16 weist ein als Kugelschalengelenk ausgebildetes Führungslager 17 mit einer Kugel 18 auf, die drehbar in einem Sockel 20 angeordnet ist. welcher seinerseits an einem Halteteil 22 befestigt ist. Das Halteteil 22 ist in beträchtlichem radialen Abstand außerhalb des Mittelteils 24 der Nabe 12 angeordnet. Der Sockel 20 ist mit einer geeigneten Lagerfläche versehen, die in nichtelastischem Eingriff mit der Kugel 18 steht, jedoch gleichzeitig eine freie Drehbewegung der Kugel um deren Zentrum ermöglicht. Die Kugel 18 besitzt eine diametral ver-

•^Q° laufende Bohrung 26 zur Aufnahme eines tragenden Führungszapfens 28, der einstückig mit dem Rotorblatt 14 ist und sich in der Nähe des der Antriebswelle zugewandten bzw. inneren Endes des Rotorblattes befindet. Der Führungszapfen 28 ist innerhalb der Kugel 18 entlang der Flügeleinstellachse des Rotorblattes 14 gleitend verschiebbar und drehbar um die Schwenk- und die Schlagachse, welche sich in dem Zentrum der Kugel schneiden, gelagert.
Die Lagerung 16 ist weiterhin mit einem elastisehen, Kugelschalen aufweisenden Lager 30 versehen, deren Mitte annähernd mit der Mitte der Kugel 18 zusammenfällt. Zwischen dem der Antriebswelle zugewandten oder inneren und dem der Antriebswelle abgewandten oder äußeren Halteelement 32 und 34 besteht das elastische Lager 30 (s. insbesondere Fig. 3) aus einer Vielzahl konzentrischer sphärischer Platten 36 und Elastomerschichten 38, die abwechselnd hintereinander angeordnet und zu

einem Schichigefüge verbunden sind. Das äußere Halteelement 34 bildet einen Teil des Kaheteils 22, und das innere Halteelement 32 ist an einem Ansatz 40 eines mit dem Rotorblatt 14 verbundenen Armes 42 befestigt.

Wie man insbesondere aus F i g. 1 entnehmen kann, ist das .iastische Lager 30 so angeordnet bzw. befestigt, daß die durch das Rotorblatt 14 auf Grund der Drehbewegung der Nabe 12 ausgeübte Zentrifugalkraft zu einem Zusammendrücken der Elastomerschichten 38 führt. Die Elastomerschichten 38 sind genügend dünn, damit das elastische Lager 30 hohen Normaldrücken widerstehen kann, ohne auszubauchen, d. h. nach außen oder in Querrichtungen zur Zentrifugalkraft auszuweichen. Weiterhin verschieben sieh die aufeinanderfolgenden Platten 36 und die Elastomcrschichtcn 38 in einer Weise, die im wesentlichen unabhängig von den Druckkräften ist, während das Rotorblatt 14 um dessen Schlag- und Schwenkachse schwingt oder während ein Einstellgl'ied 44 (Fig.2) zum Verdrehen des Rotorblattes um dessen Einstellachse betätigt wird. Die Lagerung 16 gestattet die erforderlichen Blattbewegungen, während sie die hohen, von dem Rotorblatt ausgeübten Zentrifugalbelastungen aufnimmt. Im einzelnen nimmt das elastische Lager Quer- und Axialbelastungen auf, und das Führungslager überträgt nur Querbelastungen. Bei einem etwaigen Ausfallen des elastischen Lagers 30 bildet die ineinandergreifende Anordnung des Halteteils 22 und des Ansatzes 40 eine im wesentlichen ausfallsichere Konstruktion, durch welche verhindert wird, daß das Rotorblatt 14 in iadialer Richtung wegfliegt.

Um die Schlagbewe^ung des Rotorblattes 14 nach oben und unten zu begrenzen ist eine Rolle 46 in geeigneter Weise auf dem zur Einstellachse des Rolorblattes 14 koaxialen Ansatz 40 montiert. Wenn Jas Rotorblatt 14 die oberste Lage einnimmt, dann tritt die Rolle 46 in Lineriff mit einem Aufwärtsanschl.ig 48, der mit der Nabu 12 einstückig ist. Wenn dagegen das Rotorblatt 14 seine tiefste Lage einnimm;, dann gelangt die Rolle 46 ink einem mit der Nahe 12 einslückigen Abwärtsanschlag 50 in Eingriff. Der Aufwärtsanschlac 48 und der Abwärtsanschlag 50 sind konisch ausgeführt, um eine entsprechende Anis passung an die Schwenkbewegung des Rotorblaües 14 um dessen Schwenkachse beim Eingriff der RoiL-46 mit dem Aufwärtsanschlag 48 oder dem Abwärtsanschlag 50 zu erreichen.

Um die Bewegung des Rotorblattes 14 um dessen ao Schwenkachse zu dämpfen, ist ein geeigneter Dämpfer 52 vorgesehen, der sich zwischen einem mit dem Halteteil 22 für das benachbarte Rotorblatt 14 einstückigen Ansatz 54 und einer geeigneten Universalverbindung 56 auf dem zur Einstellachse des Rotorblattes 14 axialen Ansatz 40 erstreckt. Auf diese Weise ist der Dämpfer 52 insoweit wirksam, als er die Bewegung des Rotorblattes 14 um dessen Schwenkachse dämpft, während die Bewegungen des Rotorblattes 14 sowohl um dessen Einstellachse als auch um dessen Schlagachse im wesentlichen unbeeinflußt bleiben.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

1. Paien;ansprüche:

   !. Drehflügel flugzeug mit i.umindest einem an der Nahe /ur Ausführung von Schlag-. Sehwenkuncl Finsie'lbe'.vegimgen gelagerten Rotor hlau. welches an der Biattw uivel ein elastisches Lager hauptsächlich zur Aufnahme der Blattflichkriiftc üikI radial /ur Rotorachse im Abstand dazu ein Γ iihruiigslasier zur Aufnahme von quer zur Blattlangsachse wirkenden Kräften aufweist, dad u r c ii g e k l η η / e i c h η e t . daß das Füh- : unkluger (17) c'ric in der Rotornabe drehbar iielageite Kugel (18) aufweist, wie an sich bekannt, und daß die Kugel \on einem in ihr in PlaUl.ingM-iehtiing verschiebbaren, mit der Blattwurzel fest \erhundencn Führungszapfen (28) durchdrungen ist.
2. 2. Drehflügelflugzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kugel (i8) in einem Gehäuse gelagert ist, welches an dem äußeren Ende eines von der Rotornabe (12) radial nach außen sich erstreckenden Halteteils (22) befestigt ist und daß das elastische Lager (30) radial zur Rotorachse innerhalb der Kugel zwischen der Außenwand des Kugellagergehäuses und dem Ansatz (40) eines an dem Kugellagergehäuse vorbeiführenden, mit der Blattwurzel verbundenen \rms (42) angeordnet ist.