Die Erfindung betrifft eine Steuerungseinrichtung gemäß dem Oberbegriff
des Patentanspruchs 1.The invention relates to a control device according to the preamble
of claim 1.
Bei einer derartigen durch die DE-PS 36 03 400 bekannten
Steuerungseinrichtung erfolgt die Zentrierung und Lagefixierung der
Taumelscheibe in Umfangs- bzw. Drehrichtung der Rotorantriebswelle
durch ein Kardangelenk anstelle einer Lenkeranordnung der durch die DE-PS
24 14 570 bekannten Steuerungseinrichtung mit einer relativ großen
Anzahl an Bauteilen der Lenkeranordnung, welche eine Anpassung der
einzelnen Lenker untereinander in ihrer Lage in Umfags- bzw. Drehrichtung
der Taumelscheibe und folglich enge Lagetoleranzen erfordert. Zudem hat
das Kardangelenk den Vorteil, daß sämtliche der Stützung der
Taumelscheibe dienenden Bauelemente im von ihr umgrenzten lichten Raum
positionierbar sind, was u. a. einer aerodynamischen Gestaltung des Rotors
förderlich ist. Allerdings ist auch das Kardangelenk der
Steuerungseinrichtung gemäß der DE-PS 36 03 400 naturgemäß nicht ohne
schwere Metallteile und mit beträchtlichem Wartungsaufwand behaftete
Lager realisierbar.In such a known from DE-PS 36 03 400
The control device is used for centering and fixing the position
Swashplate in the circumferential or rotational direction of the rotor drive shaft
by a universal joint instead of a handlebar arrangement by the DE-PS
24 14 570 known control device with a relatively large
Number of components of the handlebar arrangement, which an adjustment of
individual handlebars with each other in their position in the circumferential or direction of rotation
the swash plate and consequently tight positional tolerances. It also has
the universal joint has the advantage that all of the support of the
Components that serve as a swashplate in the clear space delimited by it
are positionable what u. a. an aerodynamic design of the rotor
is beneficial. However, the universal joint is also the
Control device according to DE-PS 36 03 400 naturally not without
heavy metal parts and with considerable maintenance
Realizable warehouse.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine gegenüber dieser
Steuerungseinrichtung sowohl im Baugewicht als auch in der Wartung
erheblich reduzierbare rotorseitige Lagerung zur Zentrierung und
Lagefixierung der Taumelscheibe aufzuzeigen.
The invention is therefore based on the object of one
Control device in terms of both construction weight and maintenance
significantly reduced rotor-side bearing for centering and
To show the position of the swashplate.
Diese Aufgabe ist für eine gattungsgemäße Steuerungseinrichtung mit den
kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Hierbei kann
nicht nur für die blattfederartigen Verbindungselemente von
Leichtbauwerkstoffen, wie faserverstärktem Kunststoff, Gebrauch gemacht
werden. Vielmehr wird durch die erfindungsgemäße Kopplung dieser
Verbindungselemente mit der undrehbaren Nabe auch noch eine gesonderte
Mitnehmervorrichtung eingespart, deren Funktion die erfindungsgemäße
Lagerung der Taumelscheibe zusätzlich zu deren Zentrierung und
Lagefixierung erfüllt.This task is for a generic control device with the
characterizing features of claim 1 solved. This can
not only for the leaf spring type fasteners from
Lightweight construction materials, such as fiber-reinforced plastic, were used
will. Rather, this is due to the coupling according to the invention
Connecting elements with the non-rotating hub also a separate one
Driver device saved, the function of the invention
Storage of the swash plate in addition to its centering and
Position fixation fulfilled.
Nachfolgend wird die Erfindung mit den in den Unteransprüchen
gekennzeichneten bevorzugten Ausgestaltungen anhand eines
Ausführungsbeispiels weiter erläutert. Dabei zeigt die Zeichnung inIn the following, the invention is described in the subclaims
characterized preferred embodiments based on a
Embodiment explained further. The drawing shows in
Fig. 1 einen Längsschnitt einer Rotorantriebswelle im Bereich einer
Taumelscheibe, Fig. 1 is a longitudinal section of a rotor drive shaft in the region of a swash plate,
Fig. 2 einen Schnitt gemäß Schnittlinie II-II der Fig. 1. Fig. 2 shows a section according to section line II-II in FIG. 1.
Gemäß Fig. 1 und 2 ist für die kollektive und zyklische Verstellung des
Anstellwinkels von nicht dargestellten Rotorblättern beispielsweise eines
Vierblattrotors eines Drehflügelflugzeugs über an Blattwinkelhebeln o. dgl.
angelenkte Stoßstangen 1 (entsprechend der Anzahl der Rotorblätter) mittels
einer koaxial um eine Rotorantriebswelle 2 angeordneten ringförmigen
Taumelscheibe 3 deren beim Umlauf der Rotorblätter bzw. Stoßstangen 1
drehender Lagerring 3.1 am Außenumfang ihres feststehenden Steuerringes
3.2 gelagert. Hierbei ist mittels dreier am Steuerring 3.2 um 120° zueinander
versetzt angelenkter Steuerstangen 4, von denen in der Zeichnung nur eine in
Fig. 1 ersichtlich ist, die Taumelscheibe 3 sowohl für die kollektive
Blattverstellung axial verschiebbar als auch für die zyklische
Blattverstellung neigbar. Wie Fig. 1 zeigt, wird dabei durch einen mit der
Flugzeugzelle 5 verbundenen elastischen (Z-förmigen) Mitnehmer 6,
welcher also nur in Drehrichtung der Taumelscheibe 3 biegesteif ausgebildet
ist, der Stillstand ihres Steuerringes 3.2 beim Umlauf des Rotors bzw. der
Rotorantriebswelle 2 sichergestellt.According to Fig. 1 and 2 is for the collective and cyclic pitch of the pitch o of unillustrated rotor blades, for example, a four-bladed rotor of a rotary wing aircraft above of leaf angle levers. Like. Hinged bumper 1 (corresponding to the number of blades) by means of a coaxially arranged about a rotor drive shaft 2 annular Swashplate 3 whose bearing ring 3.1 rotates when the rotor blades or bumpers 1 rotate, on the outer circumference of its fixed control ring 3.2 . Here, by means of three control rods 4 articulated on the control ring 3.2 offset by 120 ° to one another, of which only one is shown in the drawing in FIG. 1, the swash plate 3 is axially displaceable both for the collective blade adjustment and for the cyclic blade adjustment. As shown in FIG. 1, an elastic (Z-shaped) driver 6 connected to the airframe 5 , which is only rigid in the direction of rotation of the swash plate 3, causes the standstill of its control ring 3.2 when the rotor or the rotor drive shaft 2 rotates ensured.
Bekanntlich muß eine derartige Taumelscheibe 3 beim Verstellen ihre
koaxiale Lage zur Rotorantriebswelle 2 beibehalten und deshalb zentriert
werden. Zugleich ist ihr drehender Lagerring 3.1 von der Rotorantriebswelle
2 anzutreiben. Schließlich muß die Drehlagefixierung dieses Lagerringes 3.1
sichergestellt, d. h. ein Verdrehen desselben relativ zur Rotorantriebswelle 2
ausgeschlossen sein. Sonst würde es zu Steuerungs- bzw.
Steuerphasenfehlern kommen. Zur Erfüllung dieser drei Bedingungen ist die
Taumelscheibe 3 bzw. ihr Lagerring 3.1 an einer auf der Rotorantriebswelle
axial verschiebbaren, aber (dieser gegenüber) undrehbaren Nabe 7 über
zwischengefügte, am Umfang des Lagerringes 3.1 verteilte blattfederartige
Verbindungselemente 8.1 oder 8.2 gelagert. Diese beispielsweise aus
faserverstärktem Kunststoff bestehenden Verbindungselemente 8.1 oder 8.2
sind jeweils in Form eines zweischenkligen Profils ausgebildet und mit
ihrem einen Schenkel im wesentlichen radial zur Nabe 7, mit ihrem anderen
Schenkel im wesentlichen axial zur Nabe 7 angeordnet. Die in Fig. 1
dargestellten beiden unterschiedlichen Ausführungsformen der
Verbindungselemente 8.1 oder 8.2 sind in Wirklichkeit nur alternativ
vorhanden, d. h. es werden real entweder die ein Winkelprofil aufweisenden
Verbindungselemente 8.1 oder die Verbindungselemente 8.2 verwendet, bei
denen die beiden Profilschenkel über einen gebogenen Abschnitt ineinander
übergehen. Bei den aus Gründen eines geometrischen Längenausgleichs
(beim Kippen der Taumelscheibe 3) zweischenkligen Verbindungselementen
8.1 oder 8.2 erfolgt dieser Längenausgleich im Falle der
Winkelprofilausführung durch radiales Abheben der Verbindungselemente
8.1 von der Nabe 7, im anderen Falle durch Verformung des gebogenen
Abschnittes der Verbindungselemente 8.2. Durch eine feste Einspannung der
Verbindungselemente 8.1 oder 8.2 einerseits mittels Schellen 9 an der Nabe
7 und andererseits mittels eines verschraubten Ringes 10 an der
Taumbelscheibe 3 bzw. deren Lagerring 3.1 ist ein tangentialer Verlauf der
Biegung der Verbindungselemente 8.1 oder 8.2 in diesen Einspannpunkten
sichergestellt.As is known, such a swash plate 3 must maintain its coaxial position with respect to the rotor drive shaft 2 during adjustment and must therefore be centered. At the same time, its rotating bearing ring 3.1 is to be driven by the rotor drive shaft 2 . Finally, the rotational position fixing of this bearing ring 3.1 must be ensured, that is to say that it cannot be rotated relative to the rotor drive shaft 2 . Otherwise there would be control or control phase errors. To meet these three conditions, the swash plate 3 or its bearing ring 3.1 is mounted on a hub 7 which is axially displaceable on the rotor drive shaft but rotates (relative to it) via interposed leaf spring-like connecting elements 8.1 or 8.2 distributed around the circumference of the bearing ring 3.1 . These connecting elements 8.1 or 8.2, which are made of fiber-reinforced plastic, for example, are each in the form of a two-legged profile and are arranged with their one leg essentially radially to the hub 7 , with their other leg essentially axially to the hub 7 . The two different embodiments of the connecting elements 8.1 or 8.2 shown in FIG. 1 are in reality only available as alternatives, ie in reality either the connecting elements 8.1 having an angular profile or the connecting elements 8.2 are used, in which the two profile legs merge into one another via a curved section. In the case of the two-leg connection elements 8.1 or 8.2 for reasons of geometric length compensation (when the swash plate 3 is tilted), this length compensation takes place in the case of the angular profile design by radially lifting the connection elements 8.1 from the hub 7 , in the other case by deforming the bent section of the connection elements 8.2 . A firm clamping of the connecting elements 8.1 or 8.2 on the one hand by means of clamps 9 on the hub 7 and on the other hand by means of a screwed ring 10 on the swash plate 3 or its bearing ring 3.1 ensures a tangential course of the bending of the connecting elements 8.1 or 8.2 in these clamping points.
Wie der Fig. 1 noch entnehmbar ist, erstrecken sich die
Verbindungselemente 8.1 oder 8.2 mit ihrem zur Nabe 7 axialen Schenkel
entweder in Richtung der Rotornabe 2.1 oder in entgegengesetzter Richtung.
Zweckmäßig ist diese unterschiedliche Anordnung der Verbindungselemente
8.1 oder 8.2 abwechselnd zueinander über den Umfang der Nabe 7, so daß
mit geringstmöglichem Aufwand jedes einzelne Verbindungselement 8. 1
oder 8.2 seine eigene Biegung ohne Beeinträchtigung eines anderen
durchführen kann.As can also be seen in FIG. 1, the connecting elements 8.1 or 8.2 extend with their leg axial to the hub 7 either in the direction of the rotor hub 2.1 or in the opposite direction. This different arrangement of the connecting elements 8.1 or 8.2 is expediently alternating with one another over the circumference of the hub 7 , so that each individual connecting element 8 is produced with the least possible effort. 1 or 8.2 can make its own bend without interfering with another.
Schließlich zeigen die Fig. 1 und 2, daß die Undrehbarkeit der Nabe 7 auf
der Rotorantriebswelle 2 einfach mittels Mitnehmernasen 11 derselben
erreicht wird, mit denen die Nabe 7 über je eine Längsnut 7.1 in Eingriff
steht. Sofern die Nabe 7 nicht aus einem Kunststoff mit
Gleitlagereigenschaften besteht, ist eine entsprechende Beschichtung 7.2
zweckmäßig.Finally, FIGS . 1 and 2 show that the non-rotatability of the hub 7 on the rotor drive shaft 2 is achieved simply by means of driver lugs 11 , with which the hub 7 engages via a longitudinal groove 7.1 . If the hub 7 does not consist of a plastic with plain bearing properties, a corresponding coating 7.2 is expedient.