DE2111279C2

DE2111279C2 - Befestigungsvorrichtung für ein Rotorblatt eines Drehflügelflugzeugs, insbesondere eines Hubschraubers

Info

Publication number: DE2111279C2
Application number: DE2111279A
Authority: DE
Inventors: Wesley Louis Ft. Worth Tex. Cresap; Castle Hugh Irving Tex. Fagen; Hartin Harrison Ft. Worth Tex. Lufkin
Original assignee: Textron Inc
Current assignee: Textron Inc
Priority date: 1970-03-13
Filing date: 1971-03-10
Publication date: 1983-05-11
Also published as: GB1348411A; FR2081933A1; US3652185A; JPS5734159B2; FR2081933B1; JPS463681A; DE2111279A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Befestigungsvorrichtung für ein Rotorblatt eines Drehflügelflugzeugs, insbesondere eines Hubschraubers, mit zwei axial voneinander entfernten, zwischen Rotornabe und innerem Ende des Rotorblattes angeordneten Gummi-Metall-Lagern, die mit ifcren dem inneren Ende des Rotorblattes abgewandten Seiten mit dem Rotorblatt und mit ihrem dem inneren Ende des Rotorblattes zugewandten Seiten mit der Rotornabe gekoppelt sind.

Bei einer bekannten Befestigungsvorrichtung dieser Art (FR-PS 15 85 533, Figuren I und 2) sind zwei auf Druck belastete Gummi-Metall-Lager vorgesehen, die die auftretenden Zentrifugalkräfte aufnehmen sollen, während zur Aufnahme der Biegekräfte zusätz'iche zylindrische Gummi-Metall-Lager eingesetzt werden.

Bei einer solchen Anordnung werden nicht nur verhältnismäßig viele einzelne Lager benötigt, sondern die zur Aufnahme der Zentrifugalkräfte dienenden, auf Druck belasteten Gummi-Metall-Lager werden infolge der auftretenden Biegekräfte auch erheblich auf Scherung beansprucht, was zu Scnäden an den Lagern führen kann.

Es ist demgegenüber Aufgabe der Erfindung, eine Befestigungseinrichtung mit einer möglichst geringen Anzahl von Gummi-Metall-Lagern zu schaffen, bei der die Lager geringen Scherbelastungen unterliegen und eine Zentrierwirkung haben.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird eine Befestigungsvorrichtung der eingangs erwähnten Art erfindungsgemäß derart ausgestaltet, daß die beiden Gummi-Metall-Lager kegelstumpfförmig ausgebildet und derart angeordnet sind, daß sie sich in Richtung auf das innere Ende des Rotorblattes verjüngen.

Bei der erfindungggemäßen Befestigungsvorrichtung nehmen somit zwei Gummi-Metall-Lager sowohl die durch die Zentrifugalkräfte als auch durch die Biegekräfte entstehenden Belastungen als Druckkräfte auf, d. h. sie werden durch die Kräfte nicht auf Scherung belastet, und die verwendeten Gummi-Metall-Lager rufen eine Zentrierung hervor.

Es ist zwar auch bereits bekannt (FR-PS 15 85 533, Figur 3), in einer Befestigungsvorrichtung zwei kegel-

stumpfförmige Gummi-Metall-Lager einzusetzen. Bei dieser bekannten Vorrichtung ist das der Rotornabe näher liegende Lager mit seinem dem inneren Ende des

Rotorblattes zugewandten Seite ebenfalls mit dem Rotorblatt, jedoch das von der Rotornabe entferntere Lager mit seinem dem inneren Ende des Rotorblattes

ίο abgewandten Seite mit dem Rotorblatt verbunden, und die beiden Lager sind so angeordnet, daß sie sich in

Richtung aufeinander zu verjüngen. Infolge dieser Lageranordnung wird das dem Rotorblatt näher

liegende Lager durch die Zentrifugalkräfte auf Druck

is und das andere Lager auf Zug beansprucht. Eine derartige Beanspruchung eines Gummi-Metall-Lager auf Zug ist jedoch wegen des Lageraufbaus nachteilig und kann zu Schaden führen.

Zur Verbindung der erfindungsgemäß angeordneten

Gummi-Metall-Lager mit der Rotornabe einerseits und mit dem Rotorblatt andererseits ist vorzugsweise an der kegeisiumpfförmigen Außenfläche der Lager jeweils eine Metallbuchse befestigt, die Löcher aufweisende Vorsprünge trägt und an der kegelstumpfförmigen

Innenfläche der Lager kann jeweils ein becherförmiges Metallelement befestigt sein, das einen zylindrischen Ansatz aufweist der an einem Lagarblock angeordnet

ist

Die Erfindung wird im folgenden anhand der ein

μ Ausführungsbeispiel zeigenden Figuren näher erläutert F i g. I zeigt schematisch einen Teil der Befestigungsvorrichtung eines Hauptrotors.

F i g. 2 zeigt die Draufsicht auf die Befestigungsvorrichtung eines Hubschrauberblattes des Hauptrotors.

Fig.3 zeigt die Draufsicht auf den Gabelkopf, die Gabelkopfverlängerung und die Gummi-Metall-Lager in einer Stellung zur Befestigung des Blattes.

Fig.4 zeigt einen Schnitt durch ein Gummi-Metall-Lager.

Fig.5 zeigt einen Schnitt ending der Linie 5-5 aus F i g. 2, wobei die Befestigung des Lagers am Blattanschlußkopf und der Gabelkopiverlängerung zu erkennen ist Fig.6 zeigt einen Schnitt entlang der Linie 6-6 aus Fig.5, wobei die Befestigung des Lagers am Blattanschlußkopf dargestellt ist

In F i g. 1 ist die Befestigung für ein Rotorblatt eines Hauptrotors dargestellt Die Antriebswelle 12 ist mit einer Nabe 11 verbunden, die einen Nabenring 14 aufweist, an dem das Rotorblatt: 18 über die Befestigungsvorrichtung 10 angebracht ist Die Befestigungsvorrichtung 10 enthält eine Gabelkopfanordnung 21, einen BlattanschluDkopf 24 und zwei kegelstumpfförmige Gummi-Metall-Lager 28 und 30. Die Gabelkopfan- Ordnung 21 weist einen über Befestigungsvorsprünge 15 und eine Radiallagereinheit 14a mit dem Nabenring 14 verbundenen Gabelkopf 16 auf Die Befestigungsvorsprünge 15 sind einstückig mit dem Gabelkopf 16 ausgebildet und enthalten sich nach oben erstreckende Radiallagerbefestigungen 15a, die Löcher zur Aufnahme vgn Schraubenbolzen 13a haben. Diese Schraubenbolzen erstrecken sich außerdem durch Befestigungsansätze 19 der Lagereinheit 14/i, so daß diese mittels auf die Schraubenbolzen 13a geschraubter Muttern 136 fest an den Radiallagerhalteningen 15a angebracht ist

Der Gabelkopf 16 weist an seinem äußeren Ende vier Vorsprünge 16a auf, und zwar zwei an jeder Seite. Diese Vorsprünge haben Löcher zur Aufnahme von Schrau-

faenboizen 22, über die der Gabelkopf 16 mit einer Gabelkopfverlängerung 20 verbunden werden kann (F ig, 2),

Der Blattanschlußkopf 24 ist mittels Halteschrauben 26 mit dem Rotorblatt 18 verbunden. Diese Halteschrauben sind durch Löcher in Lappen 24g am äußeren Ende des Biattanschlußkopfec 24 und ein entsprechendes Loch im Rotorblatt 18 geführt. Ein Teil 246 des Blattanschlußkopfes 24 ist mittels Muttern 47a und Schrauben 47, die sich durch Löcher im Teil 24b ι ο erstrecken, an Lagerblöcken 46 befestigt, die ihrerseits mit den kegelstumpfförmigen Gummi-Metall-Lagern 28 und 30 verbunden sind, weiche den Blattanschlußkopf 24 mit der Gabelkopfverlängerung 20 verbinden und dabei eine begrenzte Dreh- und Längsbewegung zwischen Blattanschlußkopf 24 und Verlängerung 20 zulassen. Ein Steuerhorn 32 ist fest am BlattanschJußkopf 24 angebracht, und das Rotorblatt 18 ist mit diesem Steuerhorn über einen Stellhebel 34 einstellbar verbunden. Am Steuerungshorn 32 kann ein Steuerrohr 33 befestigt sein.

F i g. 2 zeigt eine Draufsicht auf die Befestigungsvorrichtung 10. Man erkennt die Nabe 11 jnd den Nabenring 14 mit Radiallagern 14a, an denen über die Lagerbefestigungen 15a mittels Schrauben 13a und Muttern 136 der Gabelkopf 16 befestigt ist. Am äußeren Ende des Gabelkopfes 16 nehmen die Vorsprünge 16a die nach innen gerichteten einzelnen Lappen 38 und 40 der Gabelkopfverlängerung 20 auf. Schrauben 22 sind durch Löcher in den Vorsprüngen 16a und den Lappen 38 und 40 geführt und befestigen die Gabelkopfverlängerung 20 am Gabelkopf 16.

Durch den Gabelkopf 16 und die Gabelkopfverlängerung 20 werden koaxial angeordnete Sitzbereiche 42 und 44 (Fig.3) gebildet Der Bereich 42 befindet sich zwischen dem Gabelkopf 16 und der Gabelkopfverlängerung 20, während der Bereich 44 sich in der Gabelkopfverlängerung 20 (Fig.3) befindet. Das Rotorblatt 18 ist mittels Halteschrauben 26 am Blattanschlußkopf 24 befestigt und mittels des Stellhebeis 34, der LJrch Schrauben 36 am Rotorblatt 18 und am Steuerungshorn 32 befestigt ist, mit letzerem einstellbar verbunden. Das Steuerungshorn 32 ist fest am Blattanschlußkopf 24 angebracht. Die Gummi-Metall-Lager 28 und 30 (Fig.3) sind an Lagerblöcken 46 befestigt, die ihrerseits mittels Schrauben 47 am Blattanschliißkopf 24 befestigt sind.

Die Lage der Lagern 28 und 30, des Gabelkopfes 16 und der Gabelkopfverlängerung 20 ist am besten in Fig.3 zu erkennen. Dort sind die Nabe 11 und der Nabenring 14 gezeigt, über die eine Verbindung mit der Hubschrauberwelle 12 (Fig. 1) besteht. Ferner sind die Radiallager 14a zu erkennen, über die der Gabelkopf 16 drehbar mit dem Nabenring 14 verbunden ist. Die Vorsprünge 16a enthalten Löcher zur Aufnahme von Schrauben 22, um die nach innen gerichteten Lappen 38 und 40 der Gabelkopfverlängerung 20 zu befestigen. Diese Lappen 38 und 40 werden zwischen den parallel angeordneten Vorsprüngen 16a an jeder Seite des Gabelkopfes gehalten. Im montierten Zustand bilden die nach außen gerichteten Vorsprünge 16a des Gabelkopfes 16 und die nach innen gerichteten Lappen 38 und 40 der Gabelkopfverlängerung 20 eine Aussparung 42, in der das Gummi-Metall-Lager 28 befestigt ist.

In der Gabelkopfverlängerung 20 ist eine Aussparung 44 vorgesehen, die koaxial bezüglich der Aussparung 42 und der Mitte der Nabe t\ liegt. Diese Aussparung 44 erstreckt sich durch die gesamte Gabelkopfverlängerung 20 und bildet eine Halterung for das zweite Gummi-Metall-Lager 30. Dieses äußere Lager 30 ist ebenso autgebaut wie das innere Lager 28, und sie sind beide in der gleichen Weise befestigt, wie dies in den F i g, 5 und 6 gezeigt ist

Das Lager 28 (und entsprechend das Lager 30) besteht aus miteinander verbundenen, abwechselnden Schichten aus dünnen metallischen Kegelstümpfen 50 und dünnen elastischen Kegelstümpfen 52 aus Gummi oder einem anderen Elastomeren mit einer stärkeren inneren Grenzfläche 54 aus Metall (Fig.4) und einer stärkeren äußeren Grenzfläche 56 aus Metall. Die innere Grenzfläche 54 (F i g. 4) geht über die Lagerelemente 50 und 52 hinaus in einen zylindrischen Ansatz 58 über, der beispielsweise im Preßsitz auf einer Rippe 60 (Fig.6), die vom Lagerblock 46 ausgeht, befestigt werden kann. Der Lagerblock 46 weist Löcher 62 auf, durch die Schrauben 47 (Fig.2) zur Befestigung des Blockes 46 und des Lagers 28 am Blattanschlußkopf 24 geführt sind. Die äußere Grenzfläche 56 des Lagers 28 hat jeweils zwei parallel zueinander !fegende Vorsprünge 64 und 66 mit Löchern 65 und 67 (F i g. 4). Das Lager 28 wird an der Gabelkopfverlängerung 20 angebracht, indem die inneren Teile dieser Verlängerung zwischen die parallelen Vorsprünge 64 und 66 geführt werden, bis die Löcner 65 und 67 mit den Löchern (nicht gezeigt) in der Gabelkopfverlängerung fluchten und Schrauben 68 hindurchgesteckt werden können. Fig.4 zeigt im einzelnen einen Schnitt durch das Gummi-Metall-Lager 28 (ein Schnitt durch das Lager 30 wäre identisch). Die innere metallische Grenzfläche 54 weist einen zylindrischen Vorsprung 58 auf, der zur Verbindung des Lagers mit einem Lagerblock, etwa dem in F i g. 3 gezeigten Lagerblock 46 dient. Das Lager 28 ist so zusammengepreßt oder verbunden, daß die innere Grenzfläche 54 an einem elastischen Lagerkissen 29 haftet, das aus einer Vielzahl von abwechselnden dünnen metallischen Kegelstümpfen 50 und dünnen elastischen Kegel.stümpfen 52 besteht, die miteinander und mit einer äußeren Grenzschicht 56 aus Metall verklebt sind. Die äußere Grenzschicht hat die Form eines Kegelstumpfes mit zwei parallelen Vorsprüngen 64 an einer Seite und einem Paar paralleler Vorsprünge 66 an der gegenüberliegenden Seite, so daß eine Verbindung des Lagers 28 mit der Gabelkopfverlängerung 20 (F i g. 3) mögüch ist. Das Loch 65 erstreckt sich durch die beiden Vorsprünge 64 und das Loch 67 durch die beiden Vorsprünge 66. Das Lager 28 wird in der vorstehend beschriebenen Weise an der Gabelkopfverlängerung 20 befestigt.

Bei einem Ausführungsbeispiel für das Gummi-Metall-Lager 28 hatten die metallischen Kegelstümpfe 50 und die elastischen Kegelstümpfe 52 eine Wandstärk«; von 0,076 mm und die äußere Grenzfläche 56 und die innere Grenzfläche 54 eine Stärke in der Größenordnung 038 mm. Stp bestanden aus Stnhl. Derart hergestellte Lager hatten einen maximalen Durchmesser von etwa 15,2 cm und erstreckten sich etwa 10,2 cm entlang der Achse des Kegelstumpfes. Die Seiten der kegelstumpfförmig"n Elemente bildeten mit der Achse des Lagers einen Winkel von 30°.

Fig.5 zeigt einen Schnitt durch die Befestigung des Gummi-Metall-Lagers gemäß Fig.2. Man eckennt die Lage von Blattanschlußkopf 24, äußerem Radialdrucklager 30 und Gabelkopfverlängerung 20. Wie dargestellt, ist die Gabelkopf Verengerung 20 mittels Schraubenbo!- zen 68 und Muttern 68a an den Sätzen paralleler Vorsprünge 64 und 66 der äußeren Grenzfläche 56

befestigt. Die äußere Grenzfläche 56 ist auf das elastische Lagerkissen 29 aufgeformt oder mit ihm fest verbunden. Die Innenfläche des Lagerkissens 29 ist mit der inneren Grenzfläche 54 verbunden, die ihrerseits mn Lagerblock 46 befestigt ist, der mittels Schrauben 47 und Muttern 47a am Blattanschlußkopf 24 angebrarlu ist. Fig.5 zeigt außerdem das Steuerungshorn 32, das mittels einer Schraube 32a am Blattanschlußkopf 24 befestigt ist (das Lager 28 ist in gleicher Weise an der Gabelkopfverlängerung 20 und dem Blattanschlußkopf 24 befestigt).

F i g. 6 zeigt die Befestigung des Lagers 30 am Wattanschliißkopf 24 in einem in Fig.a angedeuteten Schnitt. Das Lager ist wie vorstehend bereits beschrieben aufgebaut und durch Preßsitz seines zylindrischen Vorsprunges 58 auf der Rippe 60 am Lagerblock 46 befestigt.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche;

1. Befestigungsvorrichtung für ein Rotorblatt eines Drehflügelflugzeugs, insbesondere eines Hubschraubers, mit zwei axial voneinander entfernten, zwischen Rotornabe und innerem Ende des Rotorblattes angeordneten Gummi-Metall-Lagern, die mit ihren dem inneren Ende des Rotorblattes abgewandten Seiten mit dem Rotorblatt und mit ihren dem inneren Ende des Rotblattes zugewandten Seiten mit der Rotornabe gekoppelt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Gummi-Metall-Lager (28, 30) kegelstumpfförmig ausgebildet und derart angeordnet sind, daß sie sich in Richtung auf das innere Ende des Rotorblattes (18) verjüngeD.

2. Befestigungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an der kegelstumpfförmigen Außenfläche der Gummi-Metall-Lager (28, 30) eine Metallbuchse (56) befestigt ist, die Löcher (65; 67) aufweisende Vorsprünge (64; 66) trägt, und daß an der kegelstumpfförmigen Innenfläche der Gummi-Metall-Lager (28,30) jeweils ein becherförmiges Metallelement (54) befestigt ist, das einen zylindrischen Ansatz (58) aufweist, der an einem Lagerblock (46) angebracht ist