DE2314785A1

DE2314785A1 - Doppel-verbindungsgestaenge, insbesondere an hubschraubern

Info

Publication number: DE2314785A1
Application number: DE19732314785
Authority: DE
Inventors: Jun Lawrence D Barrett
Original assignee: Boeing Co
Current assignee: Boeing Co
Priority date: 1972-04-28
Filing date: 1973-03-24
Publication date: 1973-10-31
Also published as: JPS4948097A; GB1387219A; FR2182222A1; FR2182222B1; CA957675A; IT980370B; US3786695A

Description

DIPL.-ING. O. R. KRETZSCHMAR ,ham.ukoi

BEIM STROHHAUSE 3* PATENTANWALT RU F O4U/2*6743

THE BOEING COMPANY K/hp. - 4344

SEATTLE, Washington/USA den 22. März 1973

23H785

Anwaltsakte : 4344

Doppel-Verbindungsgestänge, insbesondere an Hubschraubern

Die Erfindung betrifft ein Doppel-Verbindungsgestange zur Belastungs- oder Kraftübertragung, insbesondere an Hubschraubern, mit Befestigungsmitteln.

Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf ein Gestänge in der Ausführung als Hubschrauber-Blattverstellstange zur Verbindung eines Hubschrauber-Rotorblattes mit einem Steuersystem.

Ein Hubschrauber hat Rotorblätter, die so an einer Rotornabe befestigt sind, dass sich die Blätter um ihre Längsachse drehen können. Dieser Dreh- oder Anstellwinkel wird durch eine Blattverstellstange gesteuert und aufrechterhalten. Diese Blattverstellstange verbindet das Blatt mit einer Steuerbaugruppe. Blattverstellstangen dieser Art können dadurch zyklisch hohen Beanspruchungen unterworfen werden, dass sie abwechselnd mit Druck- und Zugspannungen belastet werden. Diese Art der Belastung kann Ausfälle verursachen. Ein Schaden an einer Blattverstelistange kann zum Ausfall der Plugzeugsteuerung führen.

Blattverstellstangen mit einem einfachen Kraftübertragungsweg, die auch in der Länge einstellbar sind, sind bekannt.

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Bisher bestanden Versuche zur Gewährleistung der baulichen Sicherheit solcher Blattverstellstangen an Hubschraubern; darin, die Verbindungsgestänge zur Übertragung einer größeren Kraft oder Belastung auszuführen, als normalerweise erwartet werden konnte. Dies hat sich jedoch deshalb als unerwünscht erwiesen, weil dadurch zusätzliches Gewicht an dem Hubschrauber untergebracht werden-musste und keine tatsächliche Sicherheit gegeben war, dass ein Ausfall vermieden wird.

Eine häufige Überwachung der Blattverstellstange ist auch versucht worden, um kleine Schäden oder Risse anzuzeigen, die einen möglichen zukünftigen Ausfall ankündigen könnten. Der Nachteil dieser Massnahme liegt jedoch darin, dass zahlreiche Ausfälle nicht durch mit einer Überwachung erkennbaren Schäden angekündigt werden. Weiterhin ergibt sich der Nachteil gesteigerter Wartungskosten aufgrund der Zeit und des Personals, das für die Durchführung der Inspektion aufgewendet werden muss.

Eine andere bisherige Lösung des Problems liegt in der Ausführung von Blattverstellstangen mit doppelten Belastungswegen. Diese bekannten Lösungen haben sich aus zwei Gründen als unbefriedigend erwiesen : Erstens wurden beide Belastungsoder Kraftübertragungswege während des normalen Betriebes belastet, so dass eine bauliche Beeinträchtigung in beiden Belastungswegen gleichzeitig infolge Ermüdungserscheinungen aufgetreten ist, die sich aus der zyklischen Beanspruchung der Blattverstellstange ergeben; zweitens waren die mit zwei Belastungswegen ausgeführten Blattverstelistangeη der bekannten Ausführung nicht einstellbar, was ein schwerer, wenn, nicht sogar ausschliessender Nachteil ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein mit zwei Belastungswegen ausgeführtes Verbindungsgestange zu schaffen» das auch arbeitsfähig bleibt, wenn einer der beiden Belastungs-

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wege ausfällt, wobei insbesondere ein Doppel-Verbindungsgestänge als Blattverstellstange für Hubschrauber geschaffen werden soll, das in der Länge einstellbar ist. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss durch ein Doppel-Verbindungsgestänge gelöst, bei welchem ein erster mit den Befestigungsmitteln verbundener Teil zur übertragung von Belastungen und ein zweiter mit den Befestigungsmitteln verbundener Teil zur übertragung der Belastungen bei Ausfall des ersten Teils vorgesehen sind und der zweite Teil im wesentlichen unbelastet ist, wenn der erste Teil die Belastung überträgt, und dass eine Schicht aus federndem Material zwischen den Befestigungsmitteln und dem zweiten Teil angeordnet ist.

Dabei wird bevorzugt, dass das federnde Material ein Polytetrafluoräthylenstoff (Teflon) ist. Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung liegt darin, dass der erste Teil hohl und der zweite Teil in ihm angeordnet ist.

Unter diesem Gesichtspunkt sieht die bevorzugte Lösung vor, dass die ersten und zweiten Teile Spannschlösser sind, welche jeweils eine Hülse und ein Paar Stangen haben, von denen jeweils eine in ein Ende einer Hülse eingeschraubt ist.

Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung liegt darin, dass jede Stange eine öffnung aufweist, wobei diejenige in den dem zweiten Teil zugeordneten zweiten Stangen grösseren Durchmesser als die öffnung in den anderen ersten Stangen hat, und dass das federnde Material an der Wand der öffnung in den zweiten Stangen befestigt ist, wobei eine zweite Stange jeweils innerhalb einer ersten Stange so ausgerichtet ist, dass ihre öffnungen eine gemeinsame Mitte haben, und dass die Befestigungsmittel in die gemeinsam gebildete Öffnung eingesetzt und in ihr befestigt sind.

Dabei ist besonders vorgesehen, dass die ersten Stangen des ersten Teils hohl sind, die zweite Hülse konzentrisch in der

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ersten Hülse und die zweiten Stangen jeweils in den ersten Stangen so angeordnet sind, dass die öffnungen zueinander ausgerichtet sind, wobei die Befestigungsmittel jeweils ein eine SeIbstausrichtung.bewirkendes Lager mit einem Laufring haben, dessen Aussenseite jeweils in einer öffnung an den Enden des Gestänges so angeordnet ist, dass die Aussenseite in fester Anlage an der anstossenden Fläche einer ersten Stange des ersten Teils steht.

Gemäss einer besonders zweckmässigen Ausführungsform ist die erste Hülse drehfest mit der zweiten Hülse verbunden.

In der bevorzugten Ausbildung sind die Paare der ersten und zweiten Stangen mit Gewinde versehen und in Innengewinde in den Hülsen eingeschraubt, wobei eine Längenveränderung des Gestänges durch Drehung der ersten Hülse möglich ist. Vorteilhaft sind auch die zweiten Stangen undrehbar aneinander geführt.

Gemäss einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung sind an einer Blattverstellstange die ersten hohlen Stangen an ihren äusseren, mit der öffnung versehenen Enden gegabelt und die mit öffnungen versehenen Enden der inneren Stangen innerhalb der gegabelten Enden der ersten Stangen angeordnet, wobei ein sich selbst ausrichtendes Lager mit den Hubschrauber-Rotorblättern und ein anderes sich selbst ausrichtendes Lager mit dem Steuersystem verbunden ist.

Dabei ist vorteilhaft vorgesehen, dass das federnde Material in der Ausführung als Teflongewebe jede zweite Stange fest bekleidet und eine unmittelbare Berührung zwischen der Aussenseite eines Laufringes und einer zweiten Stange verhindert.

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Gemäss einer weiteren bevorzugten Ausführungsform haben eine erste Stange und die in ihr gelagerte zweite Stange gleichgerichtetes Gewinde, das aber entgegengesetzt zu den Gewinden in der anderen ersten Stange und anderen zweiten Stange ist.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen besehrieben, die noch weitere Merkmale zeigen und in der Zeichnung dargestellt sind.

In der Zeichnung, in der gleiche Bezugszeichen gleiche Teile bezeichnen, zeigen :

Fig. 1 : eine perspektivische Ansicht einer Hubschrauber-Blattverstellstange;

Pig. 2 : einen Mittelsehnitt durch die Blattverstellstange nach Pig. I;

Pig. 3 : eine perspektivische Ansicht einer inneren Stange, wie sie in den Pig. 1 und 2 vorgesehen ist;

Fig. 4 : eine teilweise geschnittene Teildarstellung einer Ausführungsform, die in den Fig. 2 und 3 gezeigt ist.

Im folgenden wird die bevorzugte Ausführungsform beschrieben :

Die Fig. 1 und 2 zeigen eine bevorzugte Ausführungsform der Blattverstellstange. Der primäre Belastungsweg der Blattverstellstange ist das äussere Spannschloss, welches aus einer äusseren Hülse 12 besteht, von der jedes Ende mit äusseren Stangen l4 bzw. 16 verbunden ist.

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Das aussere Spannschloss ist konzentrisch um ein inneres Spannschloss angeordnet, das den sekundären Belastüngsweg der Blattverstellstange bildet. Per sekundäre Belastungsweg soll nur ausgenutzt werden, wenn der primäre Belastüngsweg baulich ausgefallen ist, und er besteht aus einer inneren Hülse 22, von der jedes Ende mit inneren Stangen 24 bzw. 26 verbunden ist.

Zwecks Klarheit und Einfachheit der folgenden Erläuterung wird nur auf die Enden mit den äusseren und inneren Stangen bzw. 24 Bezug genommen. Es wird jedoch darauf hingewiesen, dass diese Erläuterung in gleicher Weise auf die Enden mit den äusseren und inneren Stangen 16 und 26 anwendbar ist.

Die Stangen 14 und 24 haben in ihren benachbarten Enden für Anschlusszwecke jeweils eine öffnung. Die äussere Stange 14 ist gegabelt, indem in diesem Ende der Stange ein Schlitz angeordnet ist. Wenn die innere Stange richtig in die äussere Stange 14 eingesetzt ist, ist die in ihr befindliche öffnung innerhalb der Gabelung der äusseren Stange 14 angeordnet, und die öffnungen in beiden Stangen sind so zueinander aus-" gerichtet, dass sie eine gemeinsame Mitte haben. Für die erfindungsgemässe Blattverstellstange ist eine selbstaus-. richtende Lagerbaugruppe 30 in die öffnungen eingesetzt. An dieser wird die Blattverstellstange mit dem Plugzeug verbunden.

Die eine Selbstausrichtung bewirkende Lagerbaugruppe 30 wird an der bevorzugten Ausfuhrungsform verwendet, wenn die Blattverstellstange an dem Hubschrauber-Rotorblatt und Steuersystem so befestigt werden soll, dass eine allseitige Bewegung möglich ist. Dies ist ein unmittelbares Ergebnis daraus, dass das Rotorblatt voll kardanisch an dem Hubschrauber gelagert ist. Das erfordert, dass die Blattverstellstange ihrerseits \ voll kardanisch an dem Rotorblatt gelagert ist. Entsprechende Erwägungen erfordern, dass die Blattverstellstange allseitig beweglich an dem Steuersystem gelagert ist.

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Die eine Selbstausrichtung bewirkende Lagerbaugruppe 30 hat einen Laufring 32, in welchem eine Kugel 34 allseitig beweglich gelagert ist.. JHe₁ Kugel kann sich in dem Laufring in allen Richtungen frei drehen. In der Kugel 34 ist für ihre starre Verbindung eine Durchbohrung, und durch sie wird die Blattverstellstange entweder mit dem Hubschrauber-Rotorblatt oder dem Steuersystem verbunden.

Um zu verhindern, dass die innere Stange während der normalen Betriebsweise der Blattverstellstange irgendwelche Belastungen aufnimmt, ist es notwendig, dass der Durchmesser der öffnung der inneren Stange 24 etwas grosser als derjenige der öffnung in der äusseren Stange 14 ist. Wird die eine Selbstausrichtung bewirkende Lagerbaugruppe 30 in die öffnungen der Stangen l4 und 24 eingesetzt, befindet sich der Laufring 32 der Baugruppe in festem Sitz an der inneren Fläche der äusseren Stange 14. Der vergrösserte Durchmesser der Öffnung in der inneren Stange 24 führt zu einem Spalt zwischen der inneren Stange und dem Laufring 32. Dieser Spalt gewährleistet, dass die innere Stange 24 unbelastet bleibt.

Obgleich die bevorzugte Ausführungsform die eine Selbstausrichtung bewirkende Lagerbaugruppe 30 als Befestigungsvorrichtung verwendet, ist der Laufring 32 dieser Baugruppe der einzige Teil, welcher mit anderen Teilen der Blattverstellstange in Berührung kommt. Daher können in anderen Anwendungen, in denen ein Universalgelenk nicht erforderlich ist, andere Befestigungsvorrichtungen, wie ein Zapfen, als Befestigungsmittel verwendet werden, ohne vom Erfindungsgedanken abzuweichen.

Allein ein Unterschied im Öffnungsdurchmesser, obgleich er erwünschterweise dazu führt, dass die innere Stange im wesentlichen unbelastet bleibt, ist für die hohe dynamische Beanspruchung, der eine Blattverstellstange unterworfen wird,

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nicht voll befriedigend. Infolge des Spaltes zwischen der inneren Stange 24 und dem Laufring 32 kann sich das innere Spannschloss frei im äusseren Spannschloss bewegen. Aufgrund der hohen Vibrationen, die auftreten, wenn die Verbindungsstange an einem Hubschrauber angewendet wird, wird die Stützfläche der inneren Stange 24 zu Vibrationsschwingungen gegen die Aussenseite des Laufringes 32 der eine Selbstausrichtung bewirkenden Lagerbaugruppe 30 veranlasst. Dadurch können im Bereich des Aufpralles Abnutzungen auftreten. Derartige Abnutzungen würden zu einer unerwünschten Schwächung der Leistungsfähigkeit des inneren Spannschlosses führen. Die Vibrationsschwingungen belasten notwendigerweise das innere Spannschloss. Diese Belastungen sind jedoch im Vergleich mit den normalen Betriebsbeanspruchungen unwesentlich.

Dieses Problem könnte durch Befestigung des inneren Spannschlosses am äusseren Spannschloss überwunden werden, wie im folgenden dargelegt wird, so dass die innere Stange 24 während des normalen Betriebes nicht mit der Aussenseite des Laufringes 32 in Berührung kommt.

Letztere Lösung befriedigt auch nicht vollkommen, weil dann, wenn das äussere Spannschloss ausfällt, der Spalt zwischen dem nun wirksamen inneren Spannschloss und der Aussenseite des Laufringes Relativbewegungen zwischen diesen zulässt. Das führt zu hohen Vibrationsschwingungen infolge der zyklischen Belastungen, denen die Blattverstellstange ausgesetzt ist.

Im folgenden wird nun auf die Figuren 2 und 3 Bezug genommen:

Die genannten Probleme sind gemäss dieser Erfindung durch die Aufbringung eines Überzugs oder einer Auskleidung aus federndem Material 36 längs der Wand der Öffnung in der inneren Stange 24 überwunden, wobei der Überzug oder die Auskleidung den Spalt zwischen der Aussenseite des Laufringes 32 und der

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inneren Stange 2k im wesentlichen ausfüllt. Der Überzug aus federndem Material 36 löst die Probleme der Abnutzung und Vibration. Das primäre Problem der Abnutzung wird dadurch überwunden, dass das federnde Material 36 eine unmittelbare Berührung zwischen den beiden Metallflächen verhindert und ein-en gewissen Teil der Energie aufgrund einer solcher Berührung absorbiert. Infolge des Pederungsvermögens des Materials 36 wird die Kraft, die mit einer direkten Berührung zwischen der inneren Stange und Aussenseite des Laufringes verbunden ist, wobei es sich normalerweise um eine einzige Linienberührung handeln würde, über die Oberfläche sowohl der inneren Stange als auch des Laufringes verteilt. Die Verteilung dieser Kraft über einen grösseren Flächenbereich vermindert unmittelbar die voraussichtliche Abnutzung. Diese Energieabsorbierungseigenschaften des federnden Materials vermeiden, die Vibrationsschwingungen in der Blattverstellstange. Diese Vorteile treten sowohl während des normalen Betriebes der Blattverstellstange als auch dann auf, wenn das äussere Spannschloss ausgefallen ist und das innere Spannschloss den einzigen wirksamen Belastungsweg bildet.

Zahlreiche verschiedene Werkstoffe können für das federnde Material 36 verwendet werden. Es hat sich für die erfindungsgemässe Ausführungsform gezeigt, dass eine einzelne Lage aus Teflon-Paserstoff (Polytetrafluoräthylen) in einer Stärke von etwa 0,533 mm zweckmässig ist. Ein solches sogenanntes Teflon-Material ist handelsmässig erhältlich und bekannt als Type 1 Parbroid Teflon-Paserstoff, der von der Firma Lear Siegler Corporation hergestellt wird.

Es können mehrere verschiedene Methoden zur Befestigung des federnden Materials 36 an der inneren Stange 24 angewendet werden. Phenol-Harze haben sich als zweckmässige Bindungsmittel zur Befestigung von Teflon an Metall erwiesen und

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werden bei der bevorzugten Ausführungsform verwendet. Ein besonderes Phenol-Harz ist als sogenanntes Plyophen 23-900 bekannt. Es wird von der ReichoId-Chemie hergestellt und hat sich als vorteilhaft erwiesen. .

Für die erfindungsgemässe Verbindungsstange kann jedes geeignete Material verwendet werden. In der bevorzugten Ausführungsform wird als besonderes Metall ein vergüteter Stahl benutzt, der von der Aerospace Materials Society als AMS 5643 bezeichnet worden ist und der einer Wärmebehandlung unterzogen worden ist, um in einen Zustand zu kommen, der durch die Society als H IO5O bezeichnet worden ist.

Es hat sich gezeigt, dass bei Verwendung der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung als Blattverstellstange ein Spiel von 0,0762 mm zwischen der Aussenseite des Laufringes 32 der eine SeIbstausrichtung bewirkenden Lagerbaugruppe und dem federnden Material 36 vorhanden sein sollte, wenn es an der inneren Stange 24 vorgesehen wird. Dabei wird darauf hingewiesen, dass die Grosse des gerade behandelten Spiels und die Stärke des verwendeten federnden Materials veränderlich sind und Funktionen des Zweckes, für den die Erfindung benutzt wird und der Betriebsverhältnisse sind, unter denen die Erfindung angewendet wird.

Aufgrund der hohen Vibrationsschwingungen, welche während des normalen Betriebes an einer Blattverstellstange auftreten, hat es sich als zweckmässig erwiesen, zusätzliche Mengen des federnden Materials 36 an anderen Stellen der inneren Stange 24 anzuordnen. Die zusätzlichen Mengen des federnden Materials werden dort vorgesehen, wo eine Berührung zwischen der inneren Stange 24 und der äusseren Stange l4 möglich ist. Der Zweck liegt in der Verhinderung einer direkten Berührung und in der Ausnutzung der Energiedämpfungseigenschaften des federnden Materials, um eine Abnutzung und die damit verbundene bauliche

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Schwächung und Beeinträchtigung zu vermeiden. Solche Flächenbereiche sind in der bevorzugten Ausführungsform die Seiten der inneren Stange 24, wo sie an die äussere Stange 14 anstösst und wo sich die Aussenfläche der inneren Hülse 22 dicht an der äusseren Hülse 12 befindet. Eine andere Fläche ist der Hals der inneren Stange 24, wo er durch die äussere Stange 14 hindurchgeht. Auf diese beiden Flächen ist gemäss Fig. 2 und 3 federndes Material 36 aufgebracht. Für die Anwendung der bevorzugten Ausführungsform als Blattverstellstange hat sich gezeigt, dass eine andere Stärke des federnden Materials für diese Flächen im Vergleich mit der zuerst erläuterten Aufbringung erwünscht ist. Eine Stärke von 0,28 bis Ο,33 mm des federnden Materials 36 hat sich als befriedigend erwiesen.

Beim Zusammenbau der Blattverstellstange wird die innere Stange 24 in die äussere Stange 14 eingeschoben. DAnn wird das die SeIbstausrichtung bewirkende Lager 30 in die gemeinsame öffnung eingesetzt, die durch die Enden der Stangen l4 und 24 hindurchgeht. Obgleich es bevorzugt wird, dass das die Selbstausriehtung bewirkende Lager zu dieser Zeit in die öffnung eingebracht wird, könnte das jedoch auch später und als Endschritt der Montage geschehen. Die Lagerbaugruppe wird in der öffnung durch Gesenkeinwalzung einer Nute befestigt, welche in die Aussenseite des Laufringes 32 eingearbeitet worden ist, so dass über der Kante der öffnung in der Stange 14 eine Lippe gebildet wird. Die öffnung in der Stange 14 kann eine Abschrägung haben, um den Walzvorgang zu erleichtern.

Der gleiche Zusammenbau erfolgt mit den anderen Stangen 16 und 26. Die innere Hülse 22 wird in die äussere Hülse 12 eingeführt und an ihr durch die Schraube 40 befestigt. Obgleich noch eine zweite Funktion der Schraube 40 beschrieben wird,

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liegt ihr Hauptzweck in der Befestigung der inneren Hülse 22 an der äusseren Hülse 12 als Hilfe des Montagevorganges. Dieser Paktor muss berücksichtigt werden, wenn Festigkeit und Stärke der Schraube 40 bestimmt werden.

Das Stangenpaar l*f und 2k wird nun gleichzeitig in die Hülsen 12 und 22 eingeschraubt. Damit dieser Schritt glatt durchgeführt werden kann, ist es notwendig, dass sich die äussere Stange gegenüber der äusseren Hülse gleichzeitig drehen kann, .wenn sich die innere Stange in bezug zur inneren Hülse dreht. Um das zu erreichen, müssen die Gewinde an den Teilen des äusseren und inneren Spannschlosses gleiche Steigung haben. Zusätzlich müssen die Gewindegänge der Teile während des Bearbeitungs- und ZusammenbauVorganges genau zueinander ausgerichtet werden. Das ist für einen richtigen Zusammenbau erforderlich, da sich die äussere Stange infolge der Gestalt der Stangenenden nicht gegenüber der inneren Stange dreht und die äussere Hülse sich nicht in bezug zur inneren Hülse dreht, weil die Schraube 40 eingesehraubt ist. Obgleich dieses bei dem besonderen Zusammenbau, der angewendet wird, vorteilhaft ist, sind diese Merkmale notwendig, wenn sowohl das innere als auch das äussere Spannschloss gleichzeitig in ihrer Länge einstellbar sind, damit die zusammengebaute Blattverstellstange eingestellt werden kann, wenn sie am Plugzeug eingebaut ist. Es ist nicht für jede Einstellbarkeit oder jeden Zusammenbau notwendig, dass die Steigung der Gewindegänge der Stangen Ik und 2k identisch mit der Steigung der Gewindegänge der Stangen 16 und 26 ist. Es wird jedoch.hervorgehoben, dass die gleiche Gewindesteigung an jedem Ende der Blattverstellstange notwendig ist.

Allgemein wird verlangt, dass Hubschrauber-Blattverstellstangen in der Länge einstellbar sind. Eine weitere Forderung liegt darin, dass die Hubschrauber-Blattverstellstangen in der Länge

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einstellbar sind, wenn sie am Hubschrauber eingebaut sind, d.h. ohne Lösung eines Endes der Blattverstellstange vom Hubschrauber. Diese Art der Einstellbarkeit wird bei der erfindungsgemässen Blattverstellstange dadurch erfüllt, dass die Stangen 14 und 24 mit einem gegenläufigen Gewinde in bezug zum Gewinde der Stangen 16 und 26 ausgeführt sind. Diese Einstellung kann auch dadurch erreicht werden, dass die Gewinde an den Stangen 24 und 14 eine andere Steigung als die Gewinde an den Stangen 26 und 16 haben. Es ist auch notwendig, dass die innere Hülse 22' durch die Schraube 40 an der äusseren Hülse 12 befestigt ist, was auch für den Zusammenbau zweckmässig war. Das ermöglicht eine Einstellung der Länge der Blattverstellstange nach ihrem Einbau am Hubschrauber. Diese Einstellung kann einfach durch Drehen der äusseren Hülse und damit auch der inneren Hülse bewirkt werden, weil diese durch die Schraube 40 verbunden sind. Die Drehung erfolgt in der für die Längenveränderung angemessenen Richtung. Wenn die gewünschte Länge erreicht ist, kann sie festgestellt werden, indem die äusseren Stangen 14 und 16 gegen Drehung an der Hülse 12 festgelegt werden. Dies geschieht durch Anziehen der Verriegelungsmuttern 46.

Zusätzlich zur Festlegung der Länge der Blattverstellstange fixieren die Verriegelungsmuttern 46 auch die Winkelstellung der Stangen 14 und 24 in bezug zu den Stangen 16 und 26.

Während des normalen Betriebes werden die Belastungen der Blattverstellstange 8 von dem äusseren Spannschloss aufgenommen. Die Belastungen werden durch die Aussenseite des Laufringes 32 der Lagerbaugruppe 30 zwischen den äusseren Stangen 14 und 16 durch das äussere Spannschloss übertragen. Wie vorher erläutert, ist das innere Spannschloss im wesentlichen von jeglicher Belastung befreit.

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Bei einem Ausfall des äusseren Spannschlosses entweder durch eine Beschädigung an den äusseren Stangen 14 und 16 oder der äusseren Hülse 12 werden die Belastungen durch den Laufring über das federnde Material 36 auf die inneren Stangen 24 oder 26 und das innere Spannschloss übertragen.

Infolge der aerodynamischen und Vibrations-Bedingungen ist es sehr erwünscht, dass die einzelnen Rotorblätter eines Hubschrauberrotors auf im wesentlichen dem gleichen Wege oder in der gleichen Scheibe umlaufen, wenn sich der Rotor dreht. Eine Längenänderung der Blattverstellstange 8 führt dazu, dass dasjenige Blatt, an welchem die Blattverstellstange 8 befestigt ist, von diesem Weg oder aus dieser Scheibe abweicht. Dadurch wird aerodynamische Leistung vermindert, und es werden hohe Schwingungen eingeführt. Daher liegt eine An-forderung an die Blatt.verstellstange 8 darin, dass ihre Länge sowohl während der normalen Arbeitsweise als auch dann, wenn der innere Belastungsweg die Belastung übernimmt, fest eingestellt bleibt. Diese Anforderung wird durch einen zusätzlichen Zweck der Schraube 40 erfüllt,* die während der Montage nützlich war und die verhindert, dass sich die inneren" und äusseren Hülsen 22 und 12 gegeneinander drehen. Wenn die äussere Stange 14 ausfällt, werden die Belastungen durch die innere Stange 24 auf die innere Hülse 22 übertragen. Wenn nun die Schraube 40 nicht vorhanden wäre, könnte sich die innere Hülse 22 unter den Schwingungsbelastungen, denen sie ausgesetzt ist, frei drehen, wodurch sich die Länge des inneren Spannschlosses ändern könnte. Die Schraube 40 sichert die innere Hülse 22 an der äusseren Hülse 12, die sich deshalb nicht drehen kann, weil sie an der im Einsatz befindlichen, d.h. nicht ausgefallenen äusseren Stange 16 durch die Verriegelungsmutter 46 festgelegt ist. Es spielt dabei keine Rolle, welcher Teil des äusseren Lastübertragungsweges ausfällt. Die innere Hülse

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bleibt gegenüber der äusseren festgelegt. Dieser zusätzliche Zweck der Schraube 40 ist auch ein Maßstab für ihre Grosse und Festigkeit, wenn die Schraube in dieser Weise ausgenutzt wird.

Obgleich die Schraube 40 die innere Hülse festlegt und dadurch eine Längenänderung der Blattverstellstange verhindert, kann ein Ausfall einer äusseren Stange 14 oder 16 eine Drehbewegung der inneren Stange 24 gegenüber der inneren Stange 26 ermöglichen, weil an diesen keine eine solche Drehung verhindernde Verriegelungsmutter vorgesehen ist. Dies mag unerwünscht sein, wenn die Blattverstellstange 8 Torsionsbelastungen übernehmen muss oder wenn ein Ende der Stange gegenüber dem anderen Ende undrehbar sein soll, ungeachtet eines Ausfalles einer der äusseren Stangen 14 oder 16.

Unter Bezugnahme auf Pig. 4 ist ersichtlich, dass die Fähigkeit zur übertragung von Torsionsbelastungen erreicht werden kann, indem die inneren Stangen 24 und 26 wie gezeigt ausgebildet werden. Die Länge jeder Stange ist so bemessen, dass sie sich jeweils über die Mitte der inneren Hülse 22 hinaus erstreckt. Dies wird dadurch ermöglicht, dass die aneinanderliegenden Enden der Stangen 24 und 26 in der gezeigten Weise so bearbeitet werden, dass sie sich überlappen und bei 42 aneinander anliegen. Dadurch wird ein gegenseitiges Verdrehen verhindert.

Es wird darauf hingewiesen, dass andere Ausfuhrungsformen von Bauteilen mit zwei Belastungswegen und Abänderungen solcher Bauteile, bei denen ein sekundärer Belastungsweg vom primären Belastungsweg isoliert und dadurch während des Normalbetriebes unbelastet ist und die in der Länge einstellbar sind, möglich sind, ohne von dem Erfindungsgedanken abzuweichen.

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Claims

DIPL-INCCR-KRETZSCHMAr

ΒΕΓΜ PATENTANWALT RUF 0*11/2* 67 43

K/hp. - 4344

THE BOEING COMPANY ■ -

den 22. März 1973 SEATTLE, Washington/USA

Anwaltsakte : 4344 '2314785

Patentansprüche

.lDoppel-Verbindungsgestänge zur Belastungs- oder Kraftübertragung, insbesondere an Hubschraubern, mit Befestigungsmitteln, dadurch gekennzeichnet, dass ein erster mit den Befestigungsmitteln verbundener Teil (12, 14, 16) zur Übertragung von Belastungen und ein zweiter mit den Befestigungsmitteln verbundener Teil (22, 24, 26) zur Übertragung der Belastungen bei Ausfall des ersten Teils vorgesehen sind und der zweite Teil im wesentlichen unbelastet ist, wenn der erste Teil (12, 14, 16) die Belastung überträgt, und dass eine Schicht aus federndem Material (36) zwischen den Befestigungsmitteln (30) und dem zweiten Teil angeordnet ist.
2. Gestänge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das federnde Material (36) ein Polytetrafluoräthylenstoff (Teflon) ist.
3. Gestänge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Teil (12, 14, l6) hohl und der zweite Teil (22, 24, 26) in ihm angeordnet ist.
4. Gestänge nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten und zweiten Teile (12, 14, 16; 22, 24, 26)

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KONTENi DRESDNER BANK, KONTO-NR. 9229 371 · POSTSCHECK HAMBURG NR. 193766-208

ORfQINAL INSPECTED

Spannschlösser sind, welche jeweils eine Hülse (12, 22) und ein Paar Stangen (14, 16; 24, 26) haben, von denen jeweils eine in ein Ende einer Hülse eingeschraubt ist.
5. Gestänge nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass jede Stange (14, 16; 24, 26) eine öffnung aufweist, wobei diejenige in den dem zweiten Teil zugeordneten zweiten Stangen (24, 26) grösseren Durchmesser als die öffnung in den anderen ersten Stangen hat, und dass das federnde Material (36) an der Wand der öffnung in den zweiten Stangen (24, 26) befestigt ist, wobei eine zweite Stange (24, 26) jeweils innerhalb einer ersten Stange (14, 16) so ausgerichtet ist, dass ihre öffnungen eine gemeinsame Mitte haben, und dass die Befestigungsmittel (30) in die gemeinsam gebildete öffnung eingesetzt und in ihr befestigt sind.
6. Gestänge nach Anspruch 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Stangen (14, 16) des ersten Teils hohl sind, die zweite Hülse (22) konzentrisch in der ersten Hülse (12) und die zweiten Stangen jeweils in den ersten Stangen so angeordnet sind, dass die öffnungen zueinander ausgerichtet sind, wobei die Befestigungsmittel (30) jeweils ein eine SeIbstausriehtung bewirkendes Lager mit einem Laufring (32) haben, dessen Aussenseite jeweils in einer öffnung an den Enden des Gestänges so angeordnet ist, dass die Aussenseite in fester Anlage an der anstossenden Fläche einer ersten Stange (14, 16) des ersten Teils steht.
7. Gestänge nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Hülse (12) drehfest mit der zweiten Hülse (22) verbunden ist.
8. Gestänge nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, dass die Paare der ersten und zweiten Stangen (14, 16; 24, 26) mit

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Gewinde versehen und in Innengewinde in den Hülsen eingeschraubt sind und eine Längenänderung des Gestänges durch Drehung der ersten Hülse (12) zulassen.
9. Gestänge nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die zweiten Stangen (24, "26-) abgeflachte Enden haben, welche aneinander anliegen und einander in der zweiten Hülse (22) überlappen, wenn diese Stangen (24, 26) in sie eingeschraubt sind, und dass eine Drehung der zweiten Stangen (24, 26) gegeneinander ausgeschlossen ist.
10. Gestänge in der Ausführung als Hubschrauber-Blattverstellstange zur Verbindung eines Hubschrauber-Rotorblattes mit einem Steuersystem nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten hohlen Stangen (14, 16) an ihren äusseren, mit der öffnung versehenen Enden gegabelt sind und die mit öffnungen versehenen Enden der inneren Stangen (24, 26) innerhalb der gegabelten Enden der ersten Stangen angeordnet sind, wobei ein sich selbst ausrichtendes Lager (30) mit den Hubschrauber-Rotorblättern und ein anderes sich selbst ausrichtendes Lager (30) mit dem Steuersystem verbunden ist.
11. Gestänge nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das federnde Material (36) in der Ausführung als Teflongewebe jede zweite Stange (24 ₃ 26) fest bekleidet und eine unmittelbare Berührung zwischen der Aussenseite eines Laufringes (32) und einer zweiten Stange (24, 26) verhindert .
12. Gestänge nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Hülse (12) mittels einer sie durchsetzenden Schraube (40) drehfest mit der zweiten Hülse (22) verbunden ist.

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13. Gestänge nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass von den zweiten Stangen (24, 26) an den in die innere Hülse (22) eingeschraubten Enden Material entfernt ist und dass diese zweiten Stangen so bemessen sind, dass sie sich bei Einsatz in die zweite Hülse (22) im Inneren derselben überlappen und aneinander anliegen und gegeneinander undrehbar sind.
14. Gestänge nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Stangen (14, l6) und die zweiten in diesen gelagerten Stangen (24, 26) gleichgerichtete Gewinde mit gleicher Steigung haben und so bearbeitet sind, dass sie einen gleichzeitigen Eingriff der Stangen in ihren Hülsen (12, 22) zulassen.
15. Gestänge nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Stange (14) und die in ihr gelagerte zweite Stange (24) gleichgerichtetes Gewinde haben, das aber entgegengesetzt zu den Gewinden in der anderen ersten Stange (16) und anderen zweiten Stange (26) ist.
16. Gestänge nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Stange (14) und die in ihr angeordnete zweite Stange (24) gleichgerichtetes Gewinde mit einer anderen, aber gleichgerichteten Steigung in bezug zu den Gewinden der anderen ersten und zweiten Stange (l6, 26) haben.

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