DE2025834C2 - Rotor für ein Drehflügelflugzeug - Google Patents

Description

Jeder Gabelgelenkanschluß 3 besitzt eine gebohrte kreisförmige öffnung 5, deren Achse senkrecht zur Drehachse des Nabenmastes 1 liegt, und jede öffnung 5 nimmt die Schürze 8 einer Abdeckkappe 7 auf, die in einem angesetzten harten Schrumpfring 6 gleitet Jeder Kappenboden besitzt einen überstehenden Rand zur Auflage auf dem Boden einer in der Außenseite jedes Gabelgelenkanschlusses angeordneten Lagerung, und dank einer in diesem Rand angebrachten Nute wird die Drehung der Abdeckkappen 7 durch das Zusammenwirken mit den konischen Köpfen der somit eingeschlossenen Mitnehmer 8a verhindert, wobei ein Gelenkbolzen 9 gleichzeitig die Kappen 7 zweier einander zugeordneten Gabelenden festspannen.

Diese Kappen werden, dank der Bolzen 10 und 11, die die Böden der Abdeckkappen 7 durchdringen und durch ihren Kopf und Bremsscheiben 12 auf diesen letzteren arretiert werden, unter gegenseitiger Zugbeanspruchung gegen die Endstücke des hohlen Gelenkbolzens 9 gespannt. An den Kappenböden anliegend sind die Kugelaxiallager 13 und 14 angeordnet, die die Endstücke der hohlen Ansatzenden 15 und 16 einfassen, die eine Schlagachse am Ende eines Rohrkörpers 17 eines in den Gabelgelenkanschluß 3 eintretenden Schenkels bilden.

Auf diesen Ansatzenden 15, 16 sind außerdem die Innenringe 18 und 19 der Nadellager durch Einpassung montiert und arretiert, die auf den Innenflächen der Schürzen 8 der Abdeckkappen 7 laufen. Der innere Ring des Kugelaxiallagers 13 liegt auf dem Endstück des Ansatzendes 15 auf, und eine das Schmiermittel des Kugelaxiallager 13 haltende Auflage 20 ist an diesen F.ing anliegend angeordnet.

Der Innenring des gegenüberliegenden Kugelaxiallagers 14 ruht auf einem Stapel 21 Scheibenfedern, die ihrerseits auf einem inneren Ansatz per Auflage 22 aufliegen, die von einem äußeren Rand gegen die Stirnfläche des gegenüberliegenden Ansatzendes 16 gedrückt wird.

Einer der Bolzen 11 ist mit einem Schmiernippel 23 versehen, der die Füllung des Innenraumes des Gelenkbolzens 9 ermöglicht, wobei dieser Löcher unter den Auflagen 20 und 22 aufweist.

Selbstverständlich sind Ring- oder Lippendichtungen zwischen den Auflagen 20, 22 und dem Gelenkbolzen, zwischen den Schürzen 8 der Abdeckkappen 7 und den Außenringen der Nadellager, sowie zwischen den Schürzen 8 der Abdeckkappen 7 selbst und den Innenringen 18, 19 der genannten Nadellager vorgesehen, wobei die ringförmige Dichtung den verhältnismäßig festliegenden Teilen und die lippenförmige Dichtung den zueinander beweglichen Teilen vorbehalten sind.

Der Rohrkörper 17 nimmt das torsionselastische aber Fliehkräften gegenüber undehnbare Organ 24 der Befestigungsmuffe 25 des entsprechenden Rotorblattes auf. Hierzu steht der Boden des Rohrkörpers 17 mit dem hohlen Teil der Ansatzenden durch einen Schlitz 26 in Verbindung, der von einer Achse 27 durchdrungen wird, die auf der einen Seite von einem Kopf und auf der anderen von einer Mutter arretiert wird, wobei diese Achse eine Endöse des Organs 25 durchdringt, die in den Schlitz 26 eingepaßt ist. Die Befestigungsmuffe 25, die auf Blattwinkellagern 28 und 29 montiert ist, die durch eine Schmiermittelreserve zwischen Außen- und Innenringen begrenzende Hülsen 30 und 31 ausgesteift sind, nimmt einen Stöpsel 32 für die Verankerung durch eine h5 Achse 33 am anderen Ende des Organs 24 auf, wobei diese Montage merklich mit der identisch ist, die in der vorgenannten deutschen Patentanmeldung P 17 56 846.6 und ihrer Zusatzanmeldung P 19 53 124.9 beschrieben ist Dasselbe gut für die Montage des Nabenmastes 1 auf dem Hauptübertragungskasten des Hubschraubers und für die Steuerung der Rotorblattsteiguns, die insbes. durch eine seitlich an die Befestigungsmuffe 25 angesetzte Kurbel 34 gewährleistet wird.

Die Dichtheit bei der Schmierung der Blattwinkellager 28 und 29 wird, ausgehend von einem seitlich in der Wand der Befestigungsmuffe 25, in der Nähe ihres den Stöpsel 32 aufnehmenden Bodens vorgesehenen Schmiernippel 35, von einer Dichtung im Innern des Schenkels, die auf einem den Stöpsel 32 aufnehmenden angesetzten Schrumpfring 36 aufliegt, auf der einen Seite und von einer komplexen, durch einen Staubschutz 38 ergänzten Dichtung 37 auf der anderen Seite gewährleistet. Es wird darauf hingewiesen, daß diese durch die Schmiernippel 23 und 35 gewährleistete Schmierung ebenfalls von einem Behälter mit sichtbarem Niveau aus verwirklicht werden könnte, der am Kopf des Rotormastes angeordnet und mit Anschlüssen verbunden ist, die die genannten Schmiernippel durch biegsame Rohrleitungen ersetzen, wobei dieser Behälter und diese Rohrleitungen nicht dargestellt sind.

Um die Begrenzung der Schlagbewegungen der Blätter eines derartigen Rotors zu gewährleisten, umfassen die Ansatzenden 15, 16 des Rohrkörpers 17 in ihrem zentralen Bereich bearbeitete Stirnflächen 39 und 40, die einen Flächenwinkel bilden. Die untere Stirnfläche 39 wird durch ein Paar angesetzter Schuhe 41 ergänzt, die schwenkbar auf einer Achse 42 montiert sind, die den Vorsprung 43 durchdringt, der zwischen den hinterdrehten Stellen auf dem Körper der Ansatzenden 15,16 im Relief erscheint, wobei diese Schuhe mit einer Anschiagfläche 44 zusammenwirken, die auf dem Boden des von den Gabelgelenkanschlüssen 3 gebildeten Gabelgelenkes zwischen einem Rand der genannten Fläche und einer zentralen Auskehlung angeordnet ist. Die obere Fläche 40 kann unmittelbar mit einer analogen Anschlagfläche 45 desselben Gabelgelenkbodens zusammenwirken.

Diese Stirnfläche 40 endet weiterhin in einen Finger 46, dessen auf der Seite des Schenkels gelegener Bereich eine Profilierung 47 zur Zurückhaltung eines starren Ringes 48 aufweist, der den Querschnitt eines doppelten Schienenkopfes hat. Dieser R;ng 48 schließt die drei Finger 46 ein, die den drei Blättern des beschriebenen Rotors entsprechen. Dieser Ring 48 liegt zwischen den oberen Flächen der Gabelgelenkanschlüsse 3 und den sternförmigen Fingern 49 einer dreieckförmigen Sperrplatte 59 als Haltevorrichtung, die durch Verschraubung und Einpassung auf den Kopf des Nabenmastes 1 aufgesetzt sind.

Es ist zu bemerken, daß der aus einem einzigen Stück bestehende Rohrkörper 17 mit seinen Ansatzenden 15 und 16 eine sehr starke Anschlußzone aufweist, die es ermöglicht, die Beanspruchungen hier auf eine unterhalb der Ermüdungsgrenze in dem Metall liegende Ebene herabzusetzen, woraus sich somit eine unbegrenzte Lebensdauer für das Werkstück ergibt. Die relativen Abmessungen zwischen dem Außendurchmesser der Ansatzenden 15, 16 und dem Innendurchmesser an den Aufnahmen der Gabelgelenkanschlüsse 3 ermöglichen ein» schräge Einführung, die eine einfache Montage gestattet, wobei diese letztere von der Außenseite der Gabelgelcnkanschlüsse 3 durch das Einsetzen der Kugellager und der Abdeckkappen mit Festspannen auf dem Gelenkbolzen 9 durch die Bolzen 10 und 11 beendet wird.

Die Anordnung der Schlagachsen in größtmöglicher Nähe der Drehachse des Nabenmastes 1 ermöglicht die Herabsetzung der Masse der Gabelgelenkanschlüsse 3 unter gleichzeitiger Einhaltung eines niedrigen Beanspruchungsniveaus an dieser Stelle, das mit einer guten Ermüdungsbeständigkeit dieser Gabelgelenkanschlüsse 3 vereinbar ist. Desgleichen werden durch diese Anordnung die Antriebskräfte in der Gesamtheit des Rotors herabgesetzt

Andererseits ermöglicht die eventuelle Ausdehnung der Schürzen 8 der Abdeckkappen 7 es, den Nadellagern und ihren Innenringen 18 und 19 eine maximale Lauffläche und ebenfalls einen maximalen Durchmesser zu geben, wodurch das Verhältnis der ausgeübten Drükke herabgesetzt wird.

Schließlich verleiht der durch den Ring 48 und die Finger 46 verwirklichte Antikonusanschlag dieser in der Schlagbewegung freien Montage eine reziproke und gegenseitige Wirkung der Blätter aufeinander. Die Anordnung dieser Organe an der Rotornabe mit einem zugbeanspruchten Ring bieten Vorteile hinsichtlich seiner Masse und seines Preises ohne Einschränkung durch unbequeme Maßnahmen für die Außenabmessungen. Ferner werden sie sich aus den Luftwiderstandsbewegungen ergebenden Beanspruchungen durch die den Blättern in ihrer eigenen Ebene gegebene Flexibilität begrenzt, und zwar mit Festlegung ihrer Eigenschwingungsfrequenz die so gewählt wird, daß die dynamischen Beanspruchungen, denen sie innerlich unterworfen sind, herabgesetzt werden.

Die Einheit bietet somit eine auf die alleinige Schlagbewegung begrenzte Schwingungsfreiheit der Rotorblätter, die die bei den starren Rotoren mit eingelassenen Blattstützen auftretenden Nachteile vermeidet, Nachteile wie die Unstabilität des Rotors für die hohen Translationsgeschwindigkeiten des Luftfahrzeuges und die hohe erforderliche Antriebsleistung sowohl als auch die Nachteile der Rotoren, in denen die Blätter mit doppelten Schlag- und Luftwiderstandsgelenken befestigt sind, die mit Luftwiderstandsdämpfern ausgerüstet werden müssen und die zahlreiche Wälzlager umfassen, die die Schwingbewegungen aufnehmen, wobei diese Wälzlager durch die Fliehkraft beansprucht werden und Kugeleindrückungen oder starker Brinellierung ausgesetzt sein können. Man gelangt somit zu einer leichteren Einheit und einer wirtschaftlicheren Konstruktion unter gleichzeitiger Beibehaltung des Vorteiles eines geringen Schwingniveaus bei hoher Translationsgeschwindigkeit des Luftfahrzeuges, eines geringen Niveaus der Luftwiderstandsbeanspruchungen in den Blättern und in der Rotornabe und selbstverständlich der Abwesenheit von Schlagbeanspruchungen in der Rotomabe selbst

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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Claims (4)

1 2 ren, wenn die miteinander zu montierenden Bauteile Patentansprüche: größere Toleranzen aufweisen. Ferner können bei die ser Ausführungs die Blattkräfte nicht sehr dicht an der

1. Rotor für ein Drehflügelflugzeug mit Gelenken Rotorachse abgefangen werden, sondern sie müssen für die Schlag- und Blattverstellbewegung der Ro- 5 über eine Vielzahl von zwischengeschalteten Elementen torblätter, wobei die Blattzentrifugalkräfte von ei- auf die Rotorachse übertragen werden.

nem torsionsweichen, zugfesten Organ je Rotorblatt Im übrigen sind Befestigungen von Rotorblättern beaufgenommen werden und wobei die Rotornabe der kannt, bei denen ein hohler Nabenmast einstückig mit Rotorblattzahl entsprechende gabelförmig ausgebil- die Rotorblätter aufnehmenden Gabelgelenkanschlüsdete Schlaggelenkanschlüsse zur Blattaufnahme auf- 10 sen ausgebildet ist (FR-PS 14 19 635). Andere Ausfühweist, dadurch gekennzeichnet, daß jeder rungen besitzen Gelenkgabeln, an die jeweils hohle Ver-Gabelgelenkanschluß (3) die als Schlagachse ausge- bindungsarme angeschlossen sind (US-PS 32 32 349).
bildeten hohlen Ansatzenden (15,16) eines Rohrkör- Aufgabe der Erfindung ist es, bei einem Drehflügelpers (17) aufnimmt, auf welchem über Blattwinkella- flugzeug mit einer Schlaggelenke und Blattverstellgeger (28,29) eine Befestigungsmuffe (25) für das züge- 15 lenke aufweisenden Rotorblattaufhängung den Anhörige Rotorblatt drehbar angeordnet ist, wobei das Schluß des die Blattzentrifugalkräfte übertragenden tortorsionsweiche, zugfeste Organ (24) nabenseitig am sionsweichen, zugfesten Organs über das Schlaggelenk Boden des Rohrkörpers (17) befestigt ist an die Nabe konstruktiv einfach und unter Verwendung

2. Rotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich- einer geringen Anzahl von Bauelementen auszubilden, net, daß die Ansatzenden (15, 16) zwischen Kugel- 20 Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß jeder Gabelaxiallagern (13,14) und Radiallagern liegen, welche gelenkanschluß die als Schlagachse ausgebildeten hohpaarweise in von außen in die Bohrungen der Gabel- len Ansatzenden eines Rohrkörpers aufnimmt, auf welgelenkanschlüsse (3) eingesetzten Abdeckkappen (7) chem über Blattwinkellager eine Befestigungsmuffe für angeordnet und von außen her auf den Enden eines das zugehörige Rotorblatt drehbar angeordnet ist, wo· die hohlen Ansatzenden (15, 16) durchdringenden 25 bei das torsionsweiche, zugfeste Organ nabenseitig am Gelenkbolzens (9) befestigt sind. Boden des Rohrkörpers befestigt ist. — Weitere vorteil-

3. Rotor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich- hafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus net, daß der Gelenkbolzen (9) hohl ist und als den Unteransprüchen.

Schmiermittelzufuhr und -reserve dient und daß Die damit erreichten Vorteile werden zunächst in eizwischen den Abdeckkappen (7) und den Kugelaxi- 30 ner verringerten Anzahl von Bauteilen gesehen, bei deallagern (13,14), zwischen den Kugelaxiallagern und ren Zusammenbau eine Reihe von Schwierigkeiten entden Ansatzenden (15,16) sowie zwischen den Kugel- fällt. Hinzukommt, daß die beanspruchte Anordnung für axiallagern und dem Gelenkbolzen Dichtungsringe die in der Rotorebene beanspruchten Bauteile eine hohe vorgesehen sind. Festigkeit gegenüber den wechselnden Belastungen in

4. Rotor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da- 35 der Rotorebene gewährleistet. Lagerungen der relativ durch gekennzeichnet, daß die beiden Ansatzenden zueinander drehbaren Bauteile können sowohl hinsicht-(15,16) zwei Stirnflächen (39,40,41) aufweisen, wel- lieh ihrer Abmessungen als auch hinsichtlich ihrer Beanche mit auf dem Boden des Gabelgelenkanschlusses spruchungen optimal ausgebildet werden. Insbes. im Be-(3) ausgebildeten Anschlagflächen \44,45) derart zu- reich der Gabelgelenkanschlüsse können die Bauteile so sammenwirken, daß die Amplitude der Schlagbewe- 40 verstärkt werden, daß die Beanspruchungen an dieser gungen der Rotorblätter begrenzbar ist. Stelle auf einen Wert herabgesetzt werden, der sich

unter die Ermüdungsgrenze absenken iäßt, wodurch im

Ergebnis die Lebensdauer der Bauteile erhöht wird.

Ferner können die Gabelgelenkanschlüsse näher an die

45 Rotorachse herangerückt werden, wodurch es möglich

Die Erfindung betrifft einen Rotor für ein Drehflügel- ist, die Masse der dort anzuordnenden Bauteile zu ver-

flugzeug mit Gelenken für die Schlag- und Blattverstell- ringern, ohne daß dadurch ihre Beanspruchung erhöht

bewegung der Rotorblätter, wobei die Blattzentrifugal- oder ihre Lebensdauer verringert wird. Schließlich führt

kräfte von einem torsionsweichen, zugfesten Organ je alles das auch zu einer Verringerung der Antriebskräfte

Rotorblatt aufgenommen werden und wobei die Rotor- 50 des Rotors.

nabe der Rotorblattzahl entsprechende, gabelförmig Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausausgebildete Schlaggelenkanschlüsse zur Blattaufnah- führungsbeispieles erläutert; es zeigt
me aufweist. F i g. 1 teilweise geschnitten eine Seitenansicht eines

Es ist bekannt, bei Drehflügelflugzeugen den Rotor Rotors,

mit verschiedenen Gelenken auszurüsten, die Luftwi- 55 Fig.2 teilweise geschnitten eine Draufsicht auf den

derstands-, Schlag- undvAnstellbewegungen der Rotor- Gegenstand nach Fig. 1.

blätter ermöglichen. Die klassischen Systeme mit In dem dargestellten Beispiel umfaßt die Anordnung

Schlag-und Luftwiderstandsgelenken führen zu kompli- einen Nabenmast 1, der von einem einzigen einstücki-

zierten mechanischen Ausführungen, die außerdem hau- gen, hohlen Körper gebildet wird, dessen verstärkte Ro-

fige Wartungsarbeiten erfordern. 60 tornabe 2 seitlich und außen drei Gabelgelenkanschlüs-

Bei einem Rotor der eingangs beschriebenen Gattung se 3 aufweist. Der Abstand der Gabelgelenkanschlüsse 3

(DE-PS 12 45 749) ist ein torsionsweiches, zugfestes Or- weist in der Ebene der Rotornabe 2 eine Formgebung

gan je Rotorblatt vorgesehen, das aus zwei elastischen auf, die das Aussehen eines gleichseitigen Dreieckpris-

Bauteilen besteht. Dieses Organ ist einerseits am Rotor- mas 4 besitzt, dessen Flächenbreite annähernd dem Ab-

blatt und andererseits am Nabenmast des Rotors über 65 stand der Gabelgelenkanschlüsse 3 jedes Gabelpaares

Gabelgelenke befestigt. Zur Befestigung dieses Organs entspricht, so daß die Flächen des genannten Prismas

dienen allerdings eine Vielzahl von Bauteilen. Das kann also in größmöglicher Nähe der Drehachse dieses Na-

zu Schwierigkeiten bei der Montage insbes. dann füh- benmastes 1 liegen.