DE2162242C3 - Doppeltwirkender Schwingungsdampfer, insbesondere zur Dämpfung der rechtwinklig zur Nabe eines Hubschrauberrotors auftretenden Schwingungen eines Rotorflugeis - Google Patents
Doppeltwirkender Schwingungsdampfer, insbesondere zur Dämpfung der rechtwinklig zur Nabe eines Hubschrauberrotors auftretenden Schwingungen eines RotorflugeisInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen doppeltwirkenden Schwingungsdämpfer, insbes. zur Dämpfung der rechtwinklig
zur Nabe eines Hubschrauberrotors auftretenden Schwingungen eines Rotorflügels, bestehend aus
einem einen Anschluß für die Abstützung aufweisenden Gehäuse, in dem wenigstens eine Dämpfungsflüssigkeit
enthaltende Zylinderkammer gebildet ist, in der ein Kolben verschieblich ist, dessen Kolbenstange einen
Anschluß für das bewegbare Teil trägt, wobei zwischen Kolben und Wandung der Zylinderkammer ein der
Dämpfungskraft entsprechender Durchflußspalt vorhanden ist und wobei an der Kolbenstange und am
Gehäuse ein Dämpfungsflüssigkeit nach außen abdichtender elastischer Balg befestigt ist.
Mit einem derartigen Schwingungsdämpfer sollen lineare Verschiebungen geringer Amplitude und insbes.
diejenigen Schwingungen von Hubschrauber-Rotorblättern in der Drehebene des Rotors gedämpft werden,
bei denen es sich um sog. Luftwiderstandsschwingungen handelt, die sowohl während der Anlauf- und Bremsphasen
des Rotors als auch während des Vorwärtsfluges des
Hubschraubers auftreten.
Bekannt ist ein doppeltwirkender Schwingungsdämpfer (US-PS 32 66 603), dessen Gehäuse lediglich eine
Zyiinderkammer aufweist, in der der einzige Kolben
verschieblich angeordnet ist Die damit erreichbare Dämpfung reicht für den oben insbes. angegebenen
Zweck nicht aus. Zwischen der Kolbenstange und einem zylindrischen Gehäuseteil ist ein enger Ringspalt
gebildet, der die Schlaufe eines Dichtungsbalges
ίο aufnimmt welcher das Austreten von Dämpfungsflüssigkeit
aus der Zylinderkammer verhindern soll. Bei Bewegungen der Kolbenstange wird der Dichtungsbalg
im Ringspalt durch Walkarbeit stark beansprucht so daß auch eine Zerstörung der Dichtung bei Dauerbetrieb
zu befürchten ist
Bei einem anderen, insbes. für Kraftfahrzeuge bestimmten Schwingungsdämpfer (FR-PS 11 53 671) ist
ebenfalls nur ein Kolben vorhanden, wobei außerhalb des Gehäuses ein balgartiger Rücklaufbehälter für die
Dämpfungsflüssigkeit vorgesehen ist. Es handelt sich dabei um einen verhältnismäßig großhubigen Schwingungsdämpfer,
der sich für den oben insbes. angegebenen Zweck kaum eignet
Ferner ist es bekannt (DE-GM 18 44 173), bei Schwingungsdämpfern, insbes. für Kraftfahrzeuge,
einen von der Dämpfungsflüssigkeit umgebenen Druckausgleichskörper
vorzusehen, der mit Druckluft o. dgl. gefüllt sein kann. Dieser Druckausgleichskörper kann
einen Ausgleich von Leckagen der Dämpfungsflüssigkeil aus dem Schwingungsdämpfer bewirken.
Schließlich ist es bei gattungsfremden Dämpfungsvorrichtungen (CH-PS 4 85 962) bekannt, eine Mehrzahl
von elementaren Dämpfungsorganen vorzusehen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen einfach aufgebauten und wartungsfreien hochwirksamen Schwingungsdämpfer insbes. für Hubschrauberrotoren anzugeben.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen einfach aufgebauten und wartungsfreien hochwirksamen Schwingungsdämpfer insbes. für Hubschrauberrotoren anzugeben.
Diese Aufgabe wird bei einem doppeltwirkenden Schwingungsdämpfer der eingangs beschriebenen Art
dadurch gelöst, daß im Gehäuse mehrere Zylinderkammern hintereinander angeordnet sind, deren zugeordnete
Kolben auf einer gemeinsamen Kolbenstange sitzen, und daß außerhalb der Zylinderkammern der elastische
Balg einen Rückflußbehälter bildet, der mit einem von Dämpfungsflüssigkeit umgebenen Ausgleichsorgan im
Gehäuse in Wirkverbindung steht
Weitere Merkmale der Erfindung sowie deren Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung
eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels der Erfindung. Es zeigen:
Fig. 1 teilweise einen Längs- und Axialschnilt eines
doppeltwirkenden Schwingungsdämpfers für Hubschrauberrotoren,
Fig.2 einen Schnitt in Richtung H-Il durch den Gegenstand nach Fig. 1,
Fig.2 einen Schnitt in Richtung H-Il durch den Gegenstand nach Fig. 1,
Fig. 3 in vergrößertem Maßstab ein Detail des Gegenstandes nach F i g. 2.
In dem dargestellten Beispiel umfaßt der Dämpfer einen metallischen zylindrischen Körper 1 und eine
Stange 2 derselben Art, wobei der Körper und die Stange an einem ihrer Enden mit einer Befestigung la
oder 2a für die Übertragung und die Wiederaufnahme der zu dämpfenden Bewegung versehen sind; diese
Befestitungsorgane sind hier in Form von Gelenken
ti5 verwirklicht.
In dem Körper 1 befindet sich eine Einheit 3, die aus
einem synthetischen Plastikstoff in Form von zwei Schalen 3a und 3b verwirklicht wird, die eine
halbzylindrische äußere Form aufweisen und entsprechend einer diametralen Ebene aneinandergefügt sind.
In diesen Schalen erscheinen im Innern abstandsgleiche
Trennwände 4 und außen, auf den genannten Schalen, eine Rille, die einen Längskana15 bildet
Zwischen den Trennwänden 4 erscheinen zylindrische Zellen 8, und die Stange 2 trägt ihrerseits kreisförmige
und ebenfalls abstandsgleiche Scheiben 9, wobei jede Scheibe mi: Spiel in einer entsprechenden Zelle derart
angeordnet ist, daß sie dort einen Kolben bildet, dessen Durchmesser kleiner ist als derjenige der genannten
Zelle.
Die Führung der Stange 2 wird durch die zentralen Bereiche der Trennwände 4 gewährleistet, die Halblager
bilden, und jeder derart ausgelegte zentrale Bereich ist mit einer Rille 4a versehen, die zwischen zwei
benachbarten Zellen durch Druckverlust eine Dichtungsblende bildet.
Der Körper 1 umfaßt eine Bohrung, deren Durchmesser gleich dem Außendurchmesser der Einheit 3 ist.
Sobald diese um die Stange 2 montiert und mit einer Dämpfungsflüssigkeit gefüllt ist, wird sie in diese
Bohrung eingeschoben, wo sie sich auf einen Ansatz \b des Bodens abstützt und auf der gegenüberliegenden
Seite durch eine Quetschverbindung arretiert wird, wobei die Quetschverbindung einen umgeschlagenen
Teil leder Wand des Körpers 1 auf dem entsprechenden
Ende der Einheit 3 umfaßt.
In der Nähe des Ansatzes 16 und der Quetschverbindung
Ic besitzen die Böden der Kanäle 5 vertiefte Teile 5a und 5b, die den Umlauf der Dämpfungsflüssigkeit
ermöglichen.
Im Bereich des Eindringens der Stange 2 in den Körper 1 ist ein Dichtungsbalg 7 vorgesehen, der aus
einem Elastomerstoff besteht, wobei der Balg mit einem breiten Ende über den Körper 1 und mit einem engen
Ende über die Stange 2 geschoben und der dichte Sitz durch Schellen gewährleistet wird.
Auf dem Boden des hohlen Teiles des Körpers 1, der merklich halbkugelförmig vorgesehen ist, befindet sich
eine Blase 6, die ein Gas enthält, das somit von der Dämpfungsflüssigkeit getrennt ist.
Die von dem Balg 7, den Kanälen 5, dem Hohlraum des Körpers 1 und der Blase 6 gebildete Einheit wird zur
Rückgewinnung der eventuellen Ausströmungen der äußersten Lager der Einheit 3 und vor allem zum
Ausgleich der Volumenschwankungen der Flüssigkeit verwendet, und zwar insbesondere, wenn die Stange 2
sich im Verhältnis zu dem Körper verschiebt.
Die Blase ist mit einem Gas wie Stickstoff merklich unter Atmosphärendruck gefüllt. Sie kompensiert die
Flüssigkeitsübergaben des Balges zum Hohlraum und umgekehrt.
Bei der Montage werden die Stange 2 und die Einheit 3 zusammengebaut und in eine Wanne getaucht, die mit
der Flüssigkeit gefüllt ist, die die Zellen 8 ausfüllen soll. Die Stange 2 und diese Einheit 3, die eingetaucht
bleiben, werden in den mit seiner Blase 6 versehenen Körper 1 eingeführt, der ebenfalls in diese Flüssigkeit
eingetaucht und alsdann mi' r· ?.. Balg 7 versehen wird.
Sobald die öse 2a einer Beanspruchung unterworfen wird, üben die Scheiben 9 durch ihre Verschiebung eine
Walzwirkung auf die in den Zellen 8 enthaltene Flüssigkeit zwischen der Innenwand der genannten
Zellen und dem Umfang der Scheiben 9 aus. Das Spiel " zwischen dieser Fläche und diesem Umfang kann zum
Beispiel zwischen 0,1 und 1 mm schwanken, und zwar entsprechend der Dämpfung, die erzielt werden soll, und
der Viskosität der verwendeten Flüssigkeit Die Anzahl der Scheiben und Zellen wird in Abhängigkeit von der
Stärke der Beanspruchungen bestimmt die die zu dämpfenden Verschiebungen bewirken.
In den Kompressionsphasen des Dampfers wird diese Flüssigkeit von dem Balg 7 zu dem Hohlraum des
Bodens des Körpers 1 durch die Kanä-ie 5 übertragen, und die Blase 6 wird zusammengedrückt. In den
Ausdehnungsphasen entspannt sich diese Blase und erzwingt den Rücklauf der genannten Flüssigkeit zu
dem genannten Balg 7.
Die Verbindung zwischen den Schalen 3a und 3b kann durch alle gewünschten Mittel gewährleistet werden,
durch einfachen ebenen Kontakt wie in F i g. 2 gezeigt, oder durch Verbindung mit männlicher und weiblicher
Stufenfügung 3c wie in F i g. 3 gezeigt Andere Elemente mit Lippen, verschiedenen Einlagen, Einfügungen,
elastischen oder anderen Verriegelungen könnten verwendet werden.
Der Werkstoff der Schalen kann derjenige sein, der unter der Bezeichnung »Rilsan« bekannt ist, sowie jeder
andere Kunststoff, der einen guten Reibungskoeffizienten oder Selbstschmierungseigenschaften gegenüber
der Stange und eine ausreichende Festigkeit bietet.
Im Falle von zu dämpfenden Bewegungen mit geringem Hub, zum Beispiel in der Größenordnung des
Zentimeters, bringt die Vielzahl der von den Hohlräumen 8 und den Scheiben 9 gebildeten Dämpfungszellen
eine Herabsetzung des Druckes der Flüssigkeit in jeder Zelle und einen guten Spielraum für die Vorhersehung
bedeutender Arbeitsspiele zwischen den Scheiben und Zellen mit sich. Dieses ist ein wesentlicher Vorteil, da die
Verwirklichung dieser Vorrichtung keine Schwierigkeiten in der Wahl der Werkstoffe und in der Präzision der
Maschinenbearbeitungen aufweist.
Hieraus ergeben sich die nachfolgenden Verbesserungen:
— Ausschaltung der Dichtungsvorrichtungen zwischen gegeneinander beweglichen Teilen; die Dichtheit
zwischen benachbarten Zellen wird durch die einfache Einpassung zwischen Lagern und Stange
verwirklicht. Der Totgang, der gewöhnlich durch die Bewegung und die Elastizität der klassischen
Dichtungen in ihren Rillen verursacht wird, ist ausgeschaltet;
— Herabsetzung der Masse des Dämpfers: die Wände der Zellen, die einzeln geringen Drucken unterworfen
sind, können aus Kunststoffen geringer Dichte hergestellt werden;
— Wegfall des Konilaktes zwischen Kolben und Zylinder mit Ausschaltung der Abnutzung und
Korrosionen an dieser Stelle;
— Ausschaltung der äußeren Dichtungen zwischen dem beweglichen Teil und dem Körper des
Dämpfers: diese Funktion wird von dem Balg übernommen, so daß der Dämpfer ein für alle Male
für seine gesamte Lebensdauer gefüllt werden kann, wobei die Abwesenheit von Leckstellen den Wegfall
des Ausgleichsflüssigkeitsbehälters gestattet;
— Permanenz der Füllung, die die Gefahren des Totganges ausschaltet, die auf eine mangelnde
Hüssigkeitszufuhr zurückzuführen wären;
— Vereinfachung der Ausführung: da das Spiel zwischen Kolben und Zylinder größer sein kann als
bei den klassischen Lösungen, können die Bauteile mit einer geringeren Präzision hergestellt weiden.
Ferner ermöglicht die Aufeinanderfolge der Zellen
und Scheiben die Definierung von Teilen mit einfachen und sich wiederholenden Formen.
Maßnahmen, die in der Ausführungsbeschreibung, nicht jedoch im Patentbegehren erwähnt sind, gehören nicht zum Wesen der Erfindung.
Maßnahmen, die in der Ausführungsbeschreibung, nicht jedoch im Patentbegehren erwähnt sind, gehören nicht zum Wesen der Erfindung.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (3)
1. Doppeltwirkender Schwingungsdämpfer, insbes. zur Dämpfung der rechtwinklig zur Nabe eines
Hubschrauberrotors auftretenden Schwingungen eines Rotorflügels, bestehend aus einem einen
Anschluß für die Abstützung aufweisenden Gehäuse, in dem wenigstens eine Dämpfungsflüssigkeit
enthaltende Zylinderkammer gebildet ist, in der ein Kolben verschieblich ist, dessen Kolbenstange einen
Anschluß für das bewegbare Teil trägt, wobei zwischen Kolben und Wandung der Zylinderkammer
ein der Dämpfungskraft entsprechender Durchflußspalt vorhanden ist und wobei an der Kolbenstange
und am Gehäuse eine Dämpfungsflüssigkeit nach außen abdichtender elastischer Balg befestigt
ist, dadurch gekennzeichnet, daß im Gehäuse (1) mehrere Zylinderkammern (8) hintereinander
angeordnet sind, deren zugeordnete Kolben (9) auf einer gemeinsamen Kolbenstange (2)
sitzen, und daß außerhalb der Zylinderkammern (8) der elastische Balg einen Rückflußbehälter (7) bildet,
der mit einem von Dämpfungsflüssigkeit umgebenden Ausgleichsorgan im Gehäuse (1) in Wirkverbindung
steht
2. Schwingungsdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die hintereinander im Gehäuse
(1) angeordneten Zylinderkammern (8) in zwei zu einem Umdrehungskörper (3) mit der die Kolben (9)
tragenden Kolbenstange (2) als Achse vereinigten halbzylinderischen Schalen (3a, 36) ausgebildet sind.
3. Schwingungsdämpfer nach Anspruch I oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (1) als am
den Anschluß (la) für die Abstützung aufweisenden Ende verschlossener Hohlzylinder ausgebildet ist
und der Umdrehungskörper\3) mit der eingesetzten Kolbenstange (2) auf einem Ansatz lib) nahe dem
geschlossenen Ende abgestützt und durch die anschließend nach innen umgebördelte Kante (Ic)
am offenen Ende des Hohlzylinders fixiert ist.
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