DE1965864A1

DE1965864A1 - Betaetigungsvorrichtung

Info

Publication number: DE1965864A1
Application number: DE19691965864
Authority: DE
Inventors: Ferris Donald Leroy
Original assignee: United Aircraft Corp
Current assignee: Raytheon Technologies Corp
Priority date: 1969-01-20
Filing date: 1969-01-20
Publication date: 1970-08-06

Description

Beschreibung betreffend Betätigungsvorrichtung Die Erfindung bezieht sich auf eine Betätigungsvorrichtung und deren Ántriebsmittel, die sich besonders zum Falten von Hubschrauberrotorblättern eignet, Ein solcher. Betätiger ist erfordert um Hubchrauberrotorblätter regelmäßig zu falten, so daß ein synchronisches Blattmuster an gegenüberliegenden Seiten der Hubschraubermittelinie während dem Zusammen- und Auseinanderfalten der Rotorblätter entsteht Hubschrauberblätter sind normalerweise gegen Falten verriegelt, und diese Verriegelung muß gelöst werden, bevor die Hubschrauberblätter gefaltet werden können Das Falten von Hu.bscbrauberblättern stellte bis jetzt keine wesentlicher Schwierigkeiten dar9 da dieser Vorgang am Boden vorgenommen wurde, JM die Hubsehrauber besser in Hallen oder anderen Abstellräumen unterbringen zu können. Seit kurzem muß jedoch das Falten der Hubschrauberrotorblätter während dem Flug durchgeführt werden, wie dies zum Beispiel bei Verwandlungsflugzeugen der Fall ist0 Unter diesen Umständen wird der Hubschrauberrotor zum Stillstandgebracht, dann in eine bestimmte Stllung gedreht und anschließend werden die Blätter regelmäßig gefaltet, um zu verhindern, daß sie während dem Faltvorgang einander oder den Rumpf berühren. Der Betätiger nach der vorliegenden Erfino dung soll demnach die Blattverriegelungen einer ersten Blattgruppe lösen, sodann diese erste Blattgruppe falten, anschließend die Blattverriegelungen.einer zweiten Blattgruppe lösen und dann diese zweite Blattgruppe falten0 Es ist bis jetzt kein derartiger Betätiger bekannt, Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt darin, einen Betätiger zu schaffen, welcher in. regelmäßiger Folge eine erste lineare Ausgangsbewegung, eine erste drehende Ausgangsbewegung, eine zweite Ausgangsbewegung und eine zweite drehende Ausgangsbewegung erzeugt.
Der erfindungsgemäße Betätiger ist dadurch gekennzeichnet, daß eine erste und eine zweite Ausgangswelle drehbar in einem Gehäuse gelagert ist daß ein Planetengetriebe mit beiden Wellen verbunden ist und ein Sonnenrad besitzt, welches von dem Antriebsmittel betätigt wird, mit wenigstens einem Planetenrad, welches mit dem Sonnenrad in Eingriff steht und einem Ringrad, das das Planetenrad umgibt und eine Umfangsnut aufweist, wodurch ein Bolzen- verläuft, der mit dep ersten Ausgangswelle verbunden ist, daß erste Mittel, die auf eine Drehung des Ringrades ansprechen, mit dem Ringrad verbunden sind und eine erste lineare Ausgangsbewegung in Abhängigkeit einer er sten Drehung des Ringrades erzeugen, bevor der Bolzen das Ende der Umfangsnut erreicht und somit die erste Ausgangswelle antreibt und dabei eine erste drehende Ausgangsbewegung erzeugt, daß zweite Mittel auf eine Drehung der ersten Ausgangswelle ansprechen und eine weite lineare Ausgangsbewegung erzeugen, und daß Anschlagmittel eine weitere Drehung der ersten AusgangsweLle begrenzen, so daß eine weitere Bewegung des Planetenrades die zweite Ausgangswelle antreibt und eine zweite drehende Ausgangsbewegung erzeugt.
In weiterer Übereinstimmung mit der Erfindung kann eine zusätzliche Antriebsvorrichtung vorgesehen seinS und der Betätiger kann eine fUnfte, lineare oder drehende Ausgangsbewegung erzeugen.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es teigen: Fig. 1 eine Ansicht eines Verwandlungsflugzeuges, in welchem die vorliegende Erfindung eingebaut ist; Fig. 2 eine Ansicht eines Hubschrauberrotorkopfes, in welchem die vorliegende Erfindung eingebaut ist; Fig. 3 eine Schnittansicht eines Hubschrauberrotorkopfes, in welchem die vorliegende Erfindung eingebaut ist1 Fig. 4 eine Ansicht einer abgeänderten Ausführungsform des Betätigers zum Falten der Rotorblätter; Fig. 5 eine weitere abgeänderte Ausführungsform des Betätigers zum Falten der Rotorblätter; Fig. 6 eine Schnittansicht der Antriebsvorrichtung des Betätigers zum Falten der Rotorblätter.
Fig. 7 einen Schnitt entlang der Linie 7-7 nach Fig. 6.
In Figur 1 ist ein Verwandlungsflugzeug 10 dargestellt, das sowohl als Hubschrauber als auch als Festflügelflugzeug fliegen kann Das Verwendlungsflugzeug 10 besitzt einen Rumpf 12, entgegengesetzt liegende Flügel 14 und 16, die ein Xolben-Turboprop- oder Strahltriebwerk 18 und 20 tragen können Der Hubschrauberrotor 22 erstreckt sich vom Rumpf 12 nach oben und begreift eine Nabenanord -nung 24> von welcher die Blätter 26, 28, 30 und 32 sich erstrecken, die um die Achse 34 umlaufen können# Diese Hubachrauberblätter sind an der Nabe 24 derart befestigt, damit sie in Bezug auf dieselbe gefaltet werden können. In Figur i sind die Hubsehrauberblätter in der Betriebsstellung mittels durchgezogenen Linien angedreutet, während die gestrichelte Darstellung die zusammengefaltete Stellung andeuten soll. Der Heckrotor 36 dreht zusammen mit dem Pntriebsrotor 22,um das durch den Rotor 22 auf den Rumpf 12 ausgeübte Drehmoment auszugleichen.
Wenn das Verwandlungsflugzeug 10 als Festflügelflugzeug fliegt, ist der Hubschrauberrotor 22 in der zusammengefalteten Stellung , wie in Fig 1 mit gestrichelten Linien angedeutet ist, und der zurückgezogene Hubschrauberrotor ist durch geeignete Klappen abgedeckt, so daß ar einen minimalen Luftwiderstand besitzt, wenn die Triebwerke 19 und 20 eine Schubkraft erzeugen, um das Festflügelflugzeug anzutreiben. Die Triebwerke 18 und 20 können ebenfalls am Rumpf 12 befestigt werden0 Während des Hubschrauberfluges des Verwandlungsflugzeuges 10 sind die Blätter 26-32 des Hubschrauberauftriebrotors 22 auseinandergefaltet und sind in der in Figur 1 mittels festen Linien angedeuteten Stellung. Der Hubschrauberrotor 22 wird dann durch die Triebwerke 18 und/oder 20 oder durch ein drittes Triebwerk 40 angetrieben, das schematisch in Figur 3 dargestellt ist und Uber das Vorgelege 42 wirkt. Das Triebwerk 40 und das Vorgelege 42 können von jeder geeigneten Bauart sein, die Bauarten nach den US-Patentschriften Nr. 2.711.631, 2.747.367, 2.426.879 und 2.979.968 sind hierzu besonders geeignet0 Die vorliegende Erfindung bezieht sich insbesondere auf den Hubschrauberauftriebsrotor und soll einen sanften Obergang zwischen dem Hubschrauberflug und dem Festflügelflug bewirken. Diese Anforderung liegt z.B. vor, wenn das Verwandlungsflugzeug 10 im Hubschrauberflug eine Bergungsaktion durchführt und dann mit hoher Geschwindigkeit zu einem Ausgangspunkt zurückkehren soll. Während dieses Obergangs von dem Hubschrauberflug zum Festflügelflug wird der Anstellwinkel der Hubschrauberblätter verändert, und der Rotor wird abgebremst und zum Stillstand gebracht. -Wenn der Rotor 22 stillsteht, wird er über einen Motor 44 (siehe Figur 3), eine Zahnstange 46 und ein Zahnrad 48, das einen Teil der Rotorantriebswelle SO bildet, in die in Figur 1 mittels ausgezogenen Linien angedeutete Stellung gebracht. Die Schneibenbrensanordnung 52 begreift Bremsbacken 54 und 56, die vom Piloten Uber eine Wicklung betätigt werden, um dieselben gegen einen Bremsring 58 zu drücken, der sich von der Rotorwelle 50 erstreckt und einen Teil derselben bildet, und um den Rotor 22 anschließend in der in Figur 1 angedeuteten Stellung zu haltens Es ist wesentlich, daß, wenn der Hubschrauberrotor 22 stillsteht, die Mittellinie des Blattes 26 einen 45° Azimuthwinkel mit der Hubschraubermittellinie 60 bildet, während das Blatt 28 einen Azimuthwinkel von 135°, das Blatt 3.0 einen Azimuthwinkel von 2250 und das Blatt 32 einen Azimuthwinkel von 315° bildet.
Im folgenden werden die Blätter 26 - 32 als Blattes 1- - 4 bezeichnet.
Es ist ersichtlich, daß wenn-die Blätter 1 - 4 sich in der in Figur 1 mittels festen Linien angedeuteten Stellung befinden, ein symmetrisches Blattgebilde an gegenüberliegenden Seiten der Hubschraubermittellinie 60 vorliegt, und aus der nun folgenden Beschreibung wird hervorgehen, daß dieses synunetrische Blattgebilde an gegenüberliegenden Seiten der Mittellinie 60 während der Bewegung der Blattes in die zusammengefaltete Stellung, die in Figur 1 mittels gestrichelten Linien angedeutet ist, bestehen bleibt0 Wie spater beschrieben wird, werden die Blätter 1 - 4 synchronisch um 450 entweder miteinander oder regelmäßig aufeinanderfolgend in diametral gegenüberliegenden Paaren zwischen der auseinandergefalteten Stellung und der zusammengefalteten Stellung bewegt, Es wird desweiteren darauf hingewiesen, daß die Blätter 1 und 3 sich in darselben Umfangsrichtung drehen, während die Blätter 2 und 4 ebenfalls in derselben Umfangsrichtung drehen, die jedoch der Umfangsrichtung der Blätter 1 und 3 entgegengesetzt ist. Dieses ununterbrochene symmetrische Blattgebildet während des Überganges ist wichtig, da hierdurch die Stabilität des Verwandlungsflugszeuges 10 nicht nachteilig beeinflußt wird, Die Erfahrung hat bewiesen daß obschon sehr wesentliche Luftwirbei am Verwandlungsf).ugzeug 10 hervorgerufen werden, wenn der Hubschrauberrotor 22 im Festflügelflug in der Betriebsstellung bleibt, es besser wäre, alle vier Blätter in der Betriebsstellung zu lassen als drei der vier Blätter zu falten,wAhrend die Betätigungsvorrichtung zum Falten des vierten Blattes nicht in Betrieb ist Bei der vorliegenden Erfindung ist es deshalb außerordentlich wichtige eine Vorrichtung und ein Verfahren zu schaffen, wobei in jedem Augenblick des Faltvorganges ein symmetrisches Blattgebilde an gegenüberliegenden Seiten der Hubschraubermittellinie 60 vorliegt, und wobei die Hubschrauberblätter entweder alle zur gleichen Zeitoder regelmäßig aufeinanderfolgend in diametral entgegengesetzten Paaren synchronisch gefaltet werden Betrachtet man Figur 1, so ist ersichtlich, daß die Blätter 1 und 3 aus der in Figur 1 mittels festen Linien angedeuteten Stel lung im Gegenuhrzeigersinn in die in Figur 1 mittels gestrichelten Linien angedeutete Stellung gefaltet werden, während die Blatt ter 2 und 4 aus der in Figur 1 mittels festen Linien angedeuteten Stellung im Uhrzeigersinn in die in Figur 1 mittels gestrichelten Linien angedeutete Stellung gefaltet werden0 Dementsprechend werden die Blätter 1 und 4 in entgegengesetzten Drehrichtungen vor der Achse 34 gefaltet während die Blätter 2 und 4 in entgegengesetzten Drehrichtungen hinter der Achse 34 gefaltet werden, In den Figuren 2 und 3 iet der Hubschrauberauftriebsrotor 22 ausführlicher dargestellt. Dr Rotor 22 wird über ein geeignetes Triebwerk 40 angetriehen und dreht um nie Achse 34, das Triebwerk treibt die Rotorantriebswelle 50 ilbr ein Vorgelege 42.
Die Welle 50, die um die Achse 34 dreht, ist in üblicher Weise in dem Gehäuse des Vorgeleges oder des Hubschraubermastes 62 gelagert, wobei der Hubschraubermast von dem Rumpf 12 getragen wird und unter Abstand stehende Lager wie z0B. 64 zwischen dem Gehäuse.des Vorgeleges oder des Mastes 62 und der Antriebswelle 50 begreift, um die Welle 50 und demnach den Rotor 22 konzentrisch um die Achse 34 zu lagern. Der Rotor 22 begreift eine Nabenanordnung 24, die sich von der Antriebswelle 50 erstreckt und einen Teil mit derselben bilden kann. Die Nabenanordnung begreift vier unter gleichem Abstand stehende Arme 68, 70, 72 und 74, die sich radial von der Nabe in Bezug auf die Achse 34 erstrecken0 Jeder Arm 68-74 ist am besten in Figur 3 dargestellt und begreift eine obere Platte 76 und eine untere Platte 78, die miteinander fluchtende Öffnungen 80 und 82 haben. Die Öffnungen 80 und 8? sind konzentrisch um die Blattfaltachee 84. Jedes Blatt 26 - 32 begreift einen im wesentlichen kreisförmigen Blattwurzelbefestigungsteil 86, der am besten in Figur 3 dargestellt ist.
Die FalthUlsen 90 verbinden die Blätter 26-32 mit den Armen 68-74.Jede Faltbülse 90 begreift ein äußeres Ende 92 von im wesentlichen kreisförmigem Querschnitt und ein gabelförmiges inneres Ende 94, das eine: obere Platte 96 und eine Bodenplatte 98 besitzt.
Das äußere Ende 92 umhüllt den zylindrischen Blattwurzelbefestigungsteil 86 und bildet eine ringförmige Öffnung 100 zwischen diesen Teilen. Wälzlager 102 und 104 sind zwischen diesen beiden Teilen vorgesehen und tragen das Blatt, damit der Anstellwinkel um die Achse 106 verSndert werden kann. Die Haltestucke 108 und 110 wirken mit den Lagern 102 und 104 und dem Abstandsring 112 zusammen,um die Blätter 26-32 im Innern der Falthülse 90 in Stellung zu halten Die Arme 96 und 98 der HUlse 90 begreifen miteinander fluchtende Öffnungen 114 und 116, die-konzentrisch um die Blattfaltachse 84 sind und mit den Öffnungen 80 und 82 der Arme 76 und 78 der Mabenenordnung fluchten, um-einen Blattfaltbolzen 120 aufzunehmen. Die Mutter 122 hält den Bolzen 120 in den Öffnungen 80, 82, 114 und 116. Somit können die Blätter 26-32 um die Blattfaltachse in Betug auf die Nabenanordnung 24 zwischen der in Figur 1 gezeigten Betriebs Stellung und zusammengefalteten Stellung verschwenkt werden0 In jedem Arm 68-74 sind Blattverriegelungsmittel 130 vorgesehen, die ein unerwünschtes Zusammenfalten des Blattes verhindern sollen. Die Verriegelungsmittel 130 begreifen Bolzen 132 und 134, die in miteinander fluchtende oeffnungen 136 und- 138 der Platten 76 und 78 und Öffnungen 140 und 142 der Teile 96 und 98 der Falthülse eingeführt werden können. Die Bolzen 132 und 134 sind an den Punkten 144 und 146 drehbar mit den Kurbelteilen 148 und 150 verbunden , während die Kurbelteile 148 und 150 ihrerseits drehbar an den Punkten 152 und 154 mit den Ansätzen 156 und 158 verbunden sind, die Ansätze sind an den Platten 76 und 78 angebracht.
Desweiteren sind die Kurbelteile 148 und 150 im Punkt 160 drehbar mit der Betätigerstange 162 verbunden, wobei die BetAtigerstange an ihrem anderen Ende drehbar mit dem Betätiger 170 zum Falten des Blattes verbunden ist. Der Betätiger 170 wird bei der Beschreibung der Figur 6 näher erläutert werden und ist in der Nabenanordnung 24 konzentrisch um die Achse 34 angebracht.
Wenn der Betätigerarm 162 verschoben wird, werden die Bolzen 132 und 134 entweder in die oder aus den Öffnungen 140 und 142 der Falthülse 90 eingeführt oder herausgezogen, um dielBjätter 26-32 gegen Zusammenfalten in Bazug auf die Nabenanordnung 24 zu verriegeln oder um den Faltvorgang zu ermöglichen.
Wie am besten in den Figuren 2 und 3 dargestellt ist, kann der Anstellwinkel der Blätter 26-32 mit Hilfe einer Taumelplattenanordnung 172 konstant oder periodisch nach bekannter Art verändert werden DI Taumelplattenanordnung 172 begreift einen nicht drehenden fail 174 und einen drehenden Teil 176, die durch ein Ringlager 17d miteinander verbunden s sind. Der Anstellhebel 180 zum Verändern des Anstellwinkels ist an seinen beiden Enden 182 und 184 drehbar mit der Taumelplattenanordnung 172 und dem Anstellhorn 186 verbunden, das sich von den Blättern 26-32 erstreckt und mit denselben verbunden ist Das Anstellhorn 186 ist mit den Blättern 1 bis 4 durch Bolzen 187 befestigt. Das Verbindungsstück 190 ist im Innern des Blattes durch dieselben Bolen angebracht, An dem radial Rußeren Ende des Verbind,ungsstückes 190 ist eine Rolle 189 mit Hilfe eines Bolzens 191 befestigt, Ein Zug-Torsionsband 193 ist huber die Rolle 189 und über eine ähnliche Rolle 195 an dem Bolzen 120 befestigt. Dieses Zug-Torsionsband wird verwendet, um die Zentrifugalkraft der Blätter auf zu nehmen und um die sonst erforderlichen Axiallager zwischen der Hülse 90 und den Blättern 1 hjs 4 zu ersetzen0 Dementsprechend wird eine Bewegung der Taumelplattenanordnung 172 den Anstellwinkel. der Blätter 26-32 über die Hebel 180 verandern Wie am besten in Figur 3 dargestellt ist, ist eine stationäre Scherenanordnung 200 drehbar mit dem Gehäuse 62 des Vorgeleges und dem nicht drehenden Teil 174 der Taumelplattenanordnung verbunden, um eine Drehung desselben zu verhindern. Eine drehende Scherenanordnung 202 ist drehbar mit der Nabe 24 und dem drehenden Teil 176 der Taumelplattenanordnung verbunden, damit dieser Teil der Taumelplatte mit der Nabenanordnung umläuft.
Es sind wenigstens drei übliche, hydraulische Kolben-Zylinder-Servomotoren 210 vorgesehen, um die Hebel 212 zum Verschwenken der Taumelplatte zu betätigen. die Servomotoren sind drehbar.
mit dem nicht drehendan Teil 174 der Taumelplattenanordnung i72 im Punkt 214 verbunden. Demnach wird, wenn in üblicher Weise alle drei Servomotoren 210 gleichzeitig um denselben Betrag verstellt werden, die Taurnelplat"2enanor;dnune 172 ohne Verschwenken an dem Gehäuse 62 des Vorgeleges gehoben oder gesenkt, um den Anstellwinkel der Blätter 26-32 konstant zu verändern. Wenn in üblicher Weise die drei Servomotoren 210 unabhängig -voneinander oder um verschiedene Beträge verstellt werden wird die Taumelplattenanordnung 172 verschwenkt und bewirkt eine periodische Anstellwinkelveränderung.
Wie schon vorher erwähnt , liegt der Zweck der vorliegenden Erfindung darin, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, um Hubschraublätter in Bezug auf den Hubschrauberrotor derart zu falten, daß die Stabilität des Flugzeuges nur minimal während des Blattfaltvorganges beeinträchtigt wird, außerdem sollen die zusammengefalteten Blätter nur minimale Luftwirbel hervorrufen Es ist eine wichtige Lehre der vorliegenden Erfindung, daß die Hubschrauberblätter derart zusammengefaltet werden, daß zu jeder Zeit während des Faltvorganges ein synimetrisches Blattgebilde an gegenüberliegenden Seiten der vorderen und hinteren Mittellinie des Hubschraubers gegeben ist0 Dies wird entweder dadurch erreicht, daß man die Blätter alle miteinander synchronisch faltet, oder daß man bestimmte Blattpaare regelmäßig nacheinander faltet. Es bestehen einige Hubschrauberrotorbauarten, in welchen die Blattflatterbewegung und die Blattschwenkbewegung minimal ist, und wobei keine Gefahr besteht, daß die Blätter einander oder den Rumpf berühren, wenn alle Blätter synchronisch miteinander gefaltet werden, und die Betätiger zuin Falten der Blatt ter dieser Bauarten werden im folgenden bei der Erläuterung der Figuren 4 und 5 beschrieben. Es bestehen jedoch andere Hubschrauberrotorbauarten, in denen die Blätter infolge der aerodynamischen Belastung während des Faltens beträchtliche flatternde und Schlagbewegungen ausführen-- können, und worin die Gefahr besteht, daß die Blätter während des Faltvorganges einander oder den Rumpf berühren; für diese Rotorbauarten ist es deshalb vorteilhaft, diametral gegenüberliegende Blätter synchronisch jedoch regelmäßig aufeinanderfolgend zusammenzufalteno Die Blattfaltvorrichtung, die in den Figuren 2 und 3 gezeigt ist, ist vonder zweiten Bauart und wird nun beschrieben. Der Betätiger 170 zum Falten des Blattes, dessen Arbeitswe:se in Verbindung mit der Figur 6 beschrieben wird, ist im Innern der Nabenanordnung 24 konzentrisch um die Achse 34 angebracht und dreht mit der Nabenanordnung 24. Der Betätiger 170 dreht die Ausgangswellen 220 und 222, welche Betätigerköpfe 224 und 226 begreifen. Aus Figur 2 geht am besten hervor, daß der Betätigerkopf 224 entgegengesetzt gerichtete Lappen 228 und 230 begreift, die drehbar mit den Blattfalthebeln oder Stangen 232 und 234 verbunden sind.
Die Stangen 232 und 234 sind am anderen Ende drehbar an die Blattfaltvorsprünge 236 und 238 angeschlossen, die.sich von den Falthtlsen 90 der Blätter 1 und 3 erstrecken. Es ist demnach klar, daß wenn der Betätigerkopf 224 im G.egenuhrzeigersinn gedreht wird, wie in Figur 2 angedeutet ist, die Blattfaltstangen 232 und 234 über die Blattfaltansätze 236 und 238 wirken, um die Blätter 1 und 3 synchronisch aus der in Figur 1 mittels festen Linien angedeuteten Betriebsstellung in die in Figur 1 mittels gestrichelten Linien angedeutete Stellung zusammenzufalten.
In ähnlicher Weise begreift der Betätigerkopf 226 entgegengesetzte Lappen 240 und 242, die mit den Blattfalthebeln 244 und 246 verbunden sind. Die Hebel 244 und 246 sind drehbar mit den Blattfalt-Vorsprüngen 248 und 250, die einen Teil der Blattfalthülse 90 der Blätter 4 und 2 bilden, Verbunden. Wenn der Betätigerkopf 226 demnach im Gegenuhrzeigersinn gedreht wird, wie in Figur 2 dargestellt ist, werden die Blätter 2 und 4 synchronisch zusammengefaltet. Es ist offensichtlich, daß durch eine Drehung der Betätiger 224 und 226 im Uhrzeigersinn die Blätter aus der zusammengefalteten Stellung in die Betriebsstellung bewegt werden. Mit der in den Figuren 2 und 3 dargestellter Betätigeranordnung k8nnen die Blätter 1 und 3 unabhangig und regelmäßig aufeinanderfolgend in@Bezug auf die Blätter 2 und 4 zusammergefaltet werden.
Mit der soeben beschriebanen Blattfaltvorrichtung können die Blätter 1 und 3 synchronisch in die zusammengefaltete Stellung gebracht werden und anschließend, wenn der Faltvorgang der Blätter 1 und 3 abgeschlossen ist, können die Blätter 2 und W synchronisch in die zusammengefaltete Stellung gebracht werden. Auf diese Weise wird kein gegenseitiges Berühren der Blätter infolge Flexibilität und anderer Bewegungen während des Faltvorganges auftreten ,und folglich können die B-tte während des Fluges nicht beschädigt werden Durch eine geeignete Auswahl der Lage und der Neigung der Blattfaltachse 84 und eine Auswahl des Winkels, welchen die Blätter beim Zusammenfalten beschreiben müssen, können die Blätter wahlweise in die gewünschte zusammengefaltete Stellung gebracht werden. In den Blattfaltanordnungen nach den Figuren 2 und 3 wird der Winkel, den die Blätter bei Zusammenfalten beschreiben, durch einen einstellbaren Anschlag 91 und einen Mikroschalter 93 an der Motornabe überwacht (siehe Figur 2).
Zusätzlich zu der Auswahl der Lage und der Neigung der Blattfaltachse 84 und des Winkels, den die Blätter beim.Zusammenfalten beschreiben, ist es oft von Vorteil, wenn der Anstellwinkel der zusammengefalteten Blätter verändert werden kann* um dieselben eng aneinander unterzubringen. Dies ist durch die üblichen Anstellwinkelveränderungsvorrichtung, d.h. die Taumelplatte 172 und die Stangen 180 möglich, solange die Faltachsen 84 näher an der Achse 34 als die Verbindungen für die Anstellwinn:elveränderung zwischen dem Blatt und der Nabe, rioh. die L-ger 102 und 104, die in Figur 3 gezeigt sind, liegen. Diese besondere Stellung der Blattfaltachse und der Verbindung zur AnO stellwinkelveränderung zwischen den Blättern und der Nabe ist ein weiterer Vorteil dieser Erfindung, da dadurch eine reine Anstellwinkelveränderung der Blätter in der zusammengefalteten Stellung ermöglicht wird.
Figur 6 zeigt die bevorzugte Ausführungsform für die Vorrichtung, die die Blattfaltanordnung- nach den Figuren 2 und 3 betätigt, um bestimmte Blattpaare regelmäßig aufeinanderfolgend zu entriegeln und zu falten. Der Betätiger nach Figur 6 kann durch zwei verschiedene Motoren 250 oder 252 angetrieben werden. Der Motor 250 dreht die Welle 254 um die Achse X-X, wobei die Welle 254 in den Lagern 256 und 258 in dem Gehäuse 259 gelagert ist.
Das Sonnenrad 260, das entweder einen Teil mit der Welle 254 bildet oder mit derselben durch einen Keil 262 verbunden ist, dreht ebenfalls um die Achse X-X. Diese Drehung des Sonnenrades 260 versetzt eine Anzahl von Planeten in Bewegung, jeder Planet begreift zwei Zahnräder 264 und 265, und dreht um die eigene Achse Y-Y und planetenförmig um die Achse X-X. Die Planetenräder 264 und 266 sind in den Gehäuse 2G8 mittels Lager 270 und 272 gelagert Die Drehung der Planetenräder 264 und 268 setzt das Ringrad 274 in Bewegung um die Achse X-X, da die Ausgangswelle 222 durch die Bolzen 132 und 134 noch in Stellung gehalten wird.
Diese Drehung des Ringrades 274 ist nur um einen bestimmten Winkel möglich, da eine Umfangsnut 276 in dem Ringrad 274 vorgesehen ist, durch die sich ein Bolzen 278 erstreckt und eine Verbindung zwischen dem Ringrad 274 und-der Ausgangswelle 220 -bildet. Demnach kann sich das Ringrad 274 um einen bestimmten Winkel verstellen, bevor es die Ausgangswelle -220 antreibt.
Während dieses Winkels, betätigt das Ringrad 274 die Verriegelungsvorrichtung 130 (Figur 3) für die Blätter 1 und 3 durch einen federbelasteten Plunger 280, der drehbar mit dem Entriegelungshebel, 162 im Punkt 164 verbunden ist. Der Plunger 280 trägt eine Rolle 281, die in dem Nockenring 414 gehalten wird. Der Ring 414 kann auf jede geeignete Art mit dem Ringrad 274 verbunden sein. Wenn das Ringrad 274 dreht, ohne die Ausgangswelle anzutreiben9 betätigt der Nockenring 414 den Plunger 280,um den Hebel 162 zu verschieben, wodurch die Verriegelungsvorrichtung 130 der Blätter 1 und 3 gelöst wird, so daß diese Blätter nun zum Falten frei sinda Nachdem die Blätter 1 und 3 entriegelt sind, erreicht der Bolzen 278 das Ende der Umfangsnut 276 in dem Ringrad 274, wodurch nun die Ausgangswelle 220 angetrieben wird, um die Blätter 1 und 3 über die Hebel 232 und 234 in die zusammengefaltete Stellung zu bewegen figur 1). Hieraus geht hervor, daß der Motor 250 nach Figur 6 das Planetengetriebe 290 antreibt und zuerst die Blätter 1 und 3 entriegelt und dann dieselben zusammenfaltet, während die Blätter 2 und 4 in der Bei triebsstellung bleiben, die in Figur -1 mit festen Linien angedeutet ist.
Bei weiterer Betrachtung der Figur 6 geht hervor, daß der'Plunger 292 an die doppelte Nockenrolle 293 angeschlossen ist und in die Nockennut 294 der Welle 220 reicht, diese Nockennut ist derart bemessen; daß eine Drehung der Ausgangswelle 220, nachdem die Blätter 1 und 3 gefaltet sind, den Plunger 292 betätigt und somit die Verriegelungsvorrichtung 130 der Blätter 2 und 4 über den Entriegelungshebel 296, der drehbar mit dem Plunger im Punkt 297 verbunden ist, entriegelt. Der Entriegelungshebel 296 ist mit den Verriegelungsvorrichtungen 130 der- Blätter 2 und 4 verbunden und dient dazu, um diese Blätter zum Faltvorgang zu entriegeln. Nachdem die Blätter entriegelt sind, und wenn die Ausgangswelle 220 u:- das Ringrad 274 still stehen, da die Blätter 1 und 3 gefaltet sind, betätigt das Planetenradgetriebe 290 nun die Ausgangswelle 222, die mit dem Betätigungskopf 226 verbunden ist und somit denselben in Drehung versetzt. Der Kopf 226 faltet die Blätter 2 und 4 synchronisch ueber die Hebel 244 und 246 in die in Figur 1 angedeutete Stellung.
Aus dieser Beschreibung geht hervor, daß der Betätiger nach F-igur 6 durch den Motor 250 angetrieben werden kann, um inregelmäßiger Reihenfolge die Blätter 1 und 3 zu entriege'n, dann die-Blätter 1 und 3 zu falten, anschließend die Blätter 2 und 4 zu entriegeln und schließlich die Blätter 2 und 4 zu falten.
Am inneren Durchmesser der Welle 222 kann ein Sohraubengewinde 30O vorgesehen sein, um ein Gehäuse zu heben oder zu senken, welches zum Abdecken des Rotorkopfes Verwendung findet und das beim Auseinanderfalten der Blätter entfernt werden muß. Durch das Schraubengewinde 300 kann entweder eine drehende oder eine lineare Ausgangsbewegung in bekannter Art hervorgerufen werden.
Wenn die zwei letzten Blätter 2 und 4 zusammengefaltet sind, wird das Gehäuse gesenkt, und deckt den Rotorkopf ab. Das Gehause wird angehoben, wenn die zwei ersten Blätter auseinandergefaltet werden.
Wie schon vorher erwähnt, kann der Betätiger 170 zum Zusammenfalten der Rotorblatter durch den Motor 250 oder durch den Motor 252 angetrieben werden. Diese zwei Motoren wirken separat voneinander und werden nicht gleichzeitig miteinander gebraucht.
Wenn der Motor 252 angewandt wird wird die Welle 302 um die Achse Z-Z in Drehung versetzt. Die Welle 302 wird in dem Gehäuse 170 durch Die Lager 304 und 306 getragen. Die Welle 302 begrei;ft.
ein durch einen weil 303 befestigtes Zahnrad 319, das die Planetenräder wie z.B. 264 und 266 über ein Ringrad 310 betätigt.
Diese Planetenräder 264 und 266 wirken dann in gleicher Weise Qbsr das Ringrad 274 wie oben in Verbindung mit dem Eingangsmotor 250 beschrieben wurde, um in regelmäßiger Reihenfolge die BLtter 1 und 3 zu entriegeln, die Blätter 1 und 3 zu falten, dann die Blätter 2 und 4 zu entriegelns und anschließend die Blatter 2 und t zu falten. In Figur 4 ist eine Ausführung einer Rotorblattfaltvorrichtung gezeigt, durch welche alle vier Blatt ter synchronisch und gleichzeitig gefaltet werden. In der AusfUhrung'aform nach Figur 4 begreift die Rotornabe 24 unter gleichem Abstand stehende Arme 68-74. Die Blätter 26'-32' sind in dem Schlaggelenkt 84 drehbar mit der Nabe verbunden. Der drehbar Betätiger 350 wird durch die Nabe 24' getragen und kann sich relativ zu derselben bewegen, welches z.B. durch einen elektrischen Motor mit einer Zahnstange und zugehörigem Zahnrad (nicht dargestellt) erreicht werden kann. Das erste Ende 352 des Betätigers 360 ist drehbar mit Hebeln 354 und 356 verbunden, dessen andere Enden drehbar an die Blätter 1 und 2 an den Drehpunkten 358 und 360 angeschlossen sind. Das andere Ende 362 des Betätigers 350 ist drehbar mit den Hebeln 364 und 366 verbunden, dessen andere Enden drehbar an den Blättern 4 und 3 an den Drehpunkten 368 und 310 angeschlossen sind. Somit geht hervor, daß in der Anordnung nach Figur 4 eine Drehung des BetStiger,s 350 im Gegenuhrzeigersinn die Blätter 1, 2, 3 und 4 gleichzeitig und synchronisch faltet, und daß eine Drehung des Betätigers 350 im Uhrzeigersinn alle vier Blätter gleichzeitig und synchronisch aus der zusainengefalteten Stellung in die Betriebsstellung bringt.
Es wird darauf hingewiesen, daß in Figur 4 die Hebel 354 und 356 derart mit den Blättern 1 und 2 verbunden sind, so daß dieselben in entgegengesetzten Drehrichtungen falten. Dies ist möglich, da der Hebel 354 an der Vorderkante 400 an das Blatt 1 angeschlossen ist und da der Hebel 356 an der Hinterkante an das-Blatt 2 angeschlossen ist.
Ähnlicherweise sind die Hebel 364 und 366 mit den Blättern 4 und 3 verbunden, so daß diese ebenfalls in entgegengesetzte,n Drehrichtungen zusammengefaltet werden. Demnach bewegen sich während des Faltvorganges die Blätter 2 und 3 vor der Achse 34 aufeinander zu, während sich die Blätter 1 und 4 hinter der Achse 34 aufeinander zu bewegen.
In Figur 5 ist eine abgeänderte Ausführungsform des Betätigers zum Falten der Rotorblätter dargestellt, durch welche alle vier Blätter des Hubschrauberrotors gleichzeitig und synchronisch zusammengefaltet werden. In dieser Rotorbauart sind die Blätter 1 - 4 drehbar an der Nabenanordnung 24." befestigt und-können u, die Achsen 84" in ähnlicher Weise wie in den vorherbeschriebenen Ausführungen zusammengefaltet werden. Die Betätigungsvorrichtung 380 zum Zusammenfalten der Blätter begreift eine Kolben-Zylinderanordnung 382, die auf übliche Weise in jeder Richtung hydraulisch oder pneumatisch betätigt werden kann, um die Stange 384, die sich von beiden Seiten des Kolbens 386 erstreckt, zwischen ihren Endstellungen hin und her zu bewegen, die durch die Lage des Kolbens 386 in dem Zylinder 390 bestimmt werden. Die Hebel 392, 394, 396 und 398 sind drehbar und paarweise mit' entgegengesetzten Enden der Stange 384 verbunden und sind an ihren anderen Enden drehbar an die Blätter 2, 3, 4 und 1 angeschlossen.
Wenn in der Ausführungsform nach Figur 5 der Betätiger 380 in der gestrichelten Stellung ist, befinden sich alle vier Blätter in der zusammengefalteten Stellung, die mittels gestrichelten Linien angedeutet ist, wohingegen wenn der Betätiger' 380 sich in der mit festen Linien angedeuteten Stellung befindet, alle vier Blätter in der ausgefahrenen Stellung sind. Demnach kann der Betä'tiger 380 nach Figur 5 alle vier Blattes gleichzeitig und synchronisch zusammenfalten.
Es sei noch hervorgehoben, daß die Blätter 3 und 4 in entgegengesetzten Drehrichtungen zusammengefaltet werden, da die Hebel 394 und 396 drehbar an gegenüberliegenden Seiten der Blattfaltachse 84" von den Blattvorderkanten 406 und 408 angebracht sind.
Derselbe Zusaimnenhang besteht zwischen den Hebeln 392 und 398 und den Blättern 2 und 1, so daß auch diese zwei Blätter in entgegengesetsten Drehrichtungen zusammengefaltet werden. Bei dieser Ausführungsform bewegen sich deshalb während des Faltvorganges die Blätter 1 und 4 vor der Achse 34 und die Blätter 2 und 3 hinter der Achse 34 aufeinander zu. Die diese Blätter synchronisch und gleichzeitig zusammengefaltet werden, wird ein symmetrisches Blattgebildet an gegenüberliegenden Seiten der Hubschraubermittellinie zu jeder Zeit während des Faltvorganges aufrecht erhalten.
B e t r i e b s w e i s e Das in Figur 1 dargestellte Verwandlungsflugzeug 10 startet als Festflügelflugzeug, wobei dre Hubschrauberrotor 22 zusammengefaltet ist. Bei dem Übergang vom Festflügelflug in den Hubschrauberflug muß das Gehäuse, welches den Rotorkopf abdeckt, (nicht dargestellt), zuerst durch eine geeignete Vorrichtung wie z.B. die Schraubeanordnung 300, die in der Figur 6 dargestellt ist, entfernt werden, dann werden die Hubschrauberrotorblätter durch eine der soeben beschriebenen Betätigungsvorrichtungen wird z.B. die Anordnung nach Fig. 6 in die Betriebsstellung auseinandergefaltet und anschließend durch die Verriegelungsvorrichtung 130 gegen Falten in Bezug auf die Rotornabe 24 verriegelt. Während dieses Vorgangs wird die Bremse S2 verwendet, um den Rotor 22 in fester Stellung zu halten. Wenn die Rotorblätter ausgefahren sind,, wird das Triebwerk 40 des Hubschrauberrotors den Rotor 22, nachdem die Bremse 52 gelöst wurde de, Uber das Vorgelege 42 antreiben. Wenn die Triebwerke 18 und 22 nicht zum Antrieb des Hubschrauberrotors 22 dienen, werden diese vorzugsweise abgestellt Bei dem Übergang vom lIubschrauberfJ.ug zum Festflügelflug wird die Leistungszufuhr -zu dem Rotor 22 abgeschaltet und statt dessen zu den Triebwerken 18 und 20 gleitet. Anschließend wird der Rotor 22 durch Veränderung des Blattanstellwinkels und/oder durch Abbremsen zum Stillstand gebracht. Wenn der Rotor stillsteht, wird derselbe mit Hilfe des Zusatzmotors 44, der Zahnstange und der Zahnräder 46 - 48 in die in der Figur 1 mittels festen Linien angedeutete Stellung gebracht, so daß ein symmetrisches Blattgebildet an gegenüberliegenden Seiten der Hubschraubermittellinie 60 vorliegt. In der in Figur 1 mittels festen Linien angedeuteten Betriebsstellung sind die Blätter 1 und 4 in gleichen Bogenabständen an gegenüberliegenden Seiten der Achse 60 und erstrecken sich nach vorne, während die Blätter 2 und 3 in gleichen Bogensabständen an gegenüberliegenden Seiten der Achse 60 sind und sich nachhinten erstrecken. Dies ergibt das vorher erwähnte symmetrische Blattgebilde. Gleichgülltig ob die Blätter durch die Betätigungsvorrichtung nach den Figuren 2 und 3 oder durch die Betätigungsvorrichtungen nach den Figuren 4 Oder 5 zusammengefaltet werden, sie werden immer in die in Figur 1 mittels festen Linien angedeutete Betriebsstellung gebracht Wenn alle Elitter synchronisch -und gleichzeitig, ,m,it der Betätigungsvorrichtung nach Figur 4 zusammengefaltet werden, dreht der Betätiger 350 im Gegenuhrzeigersinn.
Wenn der Betätiger 380 nach Figur 5, verwendet wird, wird der Kolben 386 und der Hebel oder die Stange 384 hydraulisch oder pneumatisch in die mittels gestrichelten Linien angedeutete Stellung gebracht, wobei alle Blätter synchronisch und gleichzeitig gefaltet werden.
Wenn andererseits. diametral gegenüberliegende Blattpaare synchronisch und regelm&ß'ig aufeinanderfolgend gefaltet werden sollen, wird die in den Figuren 2, 3 und 6 beschriebene Faltvorrichtung verwendet, wobei der Betätiger 170 zuerst die Blätter t und 3 entriegelt und dann den Betätigerkopf 224 im Gegenuhrzeigersinn dreht, um die Blätter 1 und 3 zu falten. Nachdem die Blätter 1 und 3 gefaltet sind, entriegelt der Betätiger 170 die Blätter 2 und 4 und faltet dann dieselben durch-eine Drehung im Gegenuhrzeigersinn des Betätigerkopfes 226. Es wird darauf hingewiesen, daß bei Verwendung eines Betätigers nach den Figuren 2, 3 und 6 die Blätter 1 und 3 zuerst synchronisch gefaltet werden, während die Blätter 2 und 4 in der entfalteten Stellung bleiben. Da jeweils zwei derartige Blätter -zu jeder Zeit wibrend des Faltvorganges ein einheitliches Blattgebilde beschreiben, wird die Stabilität des Flugzeuge nicht nach teilig beeinflußt. Nachdem das zweite Blattpaar 2 und 4 zusammengefaltet wurde, ist der Hubschrauberrotor in der in Figur 1 mittels gestrichelten Linien angedeuteten zusammengefalteten Stellung, und nachdem die Blätter durch Veränderung des Anstellwinkels in eine bessere Stellung gebracht wurden, kann des Gehäuse gesenkt werden, um die" durch das Flugzeug erzeugten Luftwirbel zu verringern.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e

Ein Ein Betätiger mit einer Antriebseinheit, dadurch g e -k e n n z e i c h n e t , daß Ausgangswellen (220,222) drehbar in einem Gehäuse (259) gelagert sind, daß ein Planetengetriebe (290) mit beiden Wellen verbunden ist und ein Sonnenrad (260) begreift, das von der Antriebseinheit (250) in Bewegung zu setzen ist, sowie wenigstens einen Planeten, der mit dem Sonnenrad in Eingriff steht und ein Ringrad (274) begreift, das den Planeten umgibt und eine Umfangsnut (276) aufweist, in dic ein Bolzen (278) reicht, der mit der Ausgangswelle (220) verbunden ist, daß Mittel (281,280,414) auf eine Drehung des Ringrades ansprechen und mit dem Ringrad verbunden sind, um eine erste lineare Ausgangsbewegung zu erzeugen, bevor der Bolzen (278) das Ende der Umfangsnut (276) erreicht und somit die Ausgangswelle (220) antreibt, so daß eine weitere Drehung des Ringrades eine erste drehende Ausgangsbewegung erzeugt daß Mittel (292, 293,294) auf die Drehung der Ausgangswelle (220) ansprechen und eine zweite lineare Ausgangsbewegung erzeugen, und daß Anschlagmittel eine weitere Drehung der Ausgangswelle 220 verhindern, so daß eine weitere Bewegung des Planeten die Åusgångswelle (222) in Bewegung versetzt und eine zweite drehende Ausgangsbewegung erzeugt.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch -g e k e n n z e i c h -n e-t , daß eine Antriebseinheit (252) vorgesehen ist', um das Planetengetriebe (290) unabhängig von der Antriebseinheit (250) und dem Sonnenrad (260) anzutreiben.
3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch g e k e n n z e i c h -n e t , daß der Planet zwei Zahnräder (284,256) begreift, daß, das' Sonnenrad (260) mit den Rad (266) in Eingriff steht, während das Ringrad (274) und die Ausgangswelle (222) mit dem Rad (284) in Eingriff stehen, und daß die Räder (264) miteinander verbunden sind.
4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch g e k e n n z e i c h -n e t , daß die Antriebseinheit (252) über ein Vorgelege mit dem Rad (266) des Planetenrades verbunden ist.
5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch g e k e n n z e i c h -n e t , daß das Vorgelege ein Ritzel (319) und jein Ringrad (310) begreift, welches das Ritzel umgibt und mit dem Rad (266) des Planeten in Eingriff steht.
6. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch g e -k e n n z e i c h n e t , daß die Mittel (281,280,414) , die auf eine Drehung des Ringrades (274) ansprechen und die Mittel (292,293,294), die auf eine Drehung der Ausgangswelle (220) ansprechen, jeweils einen Nocken und eine federbelastete Plungeranordnung aufweisen.
7. Ein Hubschrauberrotor mit einer Anzahl von ersten und zweiten faltbaren Blättern, mit ersten und zweiten Verriegelungsvorrichtungen, die die erste und zweite Anzahl Blätter gegen Falten verriegeln, sowie einem Betätiger nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die erste lineare Ausgangsbewegung die erste Verriegelungsvorrichtung löst, so daß die erste Anzahl Blätter durch die erste drehende Ausgangsbewegung zusammengefaltet werden, und daß die zweite lineare Ausgangsbewegung die zweite Verriegelungsvorrichtung löst, so daß die zweite Anzahl Blätter durch die zweite drehhende Ausgangsbewegung zusammengefaltet werden.

L e e r s e i t e