DE2432510A1 - Rotorblatt-halterung - Google Patents

Description

PATENTANWÄLTE 2 4 3 2 5 1 Q

MANITZ, FINSTERWALD & GRÄMKOW

S/sch - L 2010

h. Juli 1974

LORD CORPORATION 1635 West 1 2th Street, Erie State of Pennsylvania, U.S.A.

Rotorblatt-Halterung

Die Erfindung betrifft Rotorblatt-Halterungssysteme und bezieht sich insbesondere auf solche Rotorblatt-Halterungssysteme, wie sie für Flugzeuge wie Hubschrauber o.a. Fluggeräte verwendet werden.

Bei herkömmlichen gelenkigen Rotorsystemen ist es üblich, daß ein Rotorblatt-Halterungssystem für jedes Blatt vorhanden ist, welches getrennte Verbindungen für jede Bewegungsachse aufweist. Beispielsweise sind bei einem voll gelenkigen Rotorsystem

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drei getrennte Verbindungen vorhanden, die Präzisions-Rollenlager aufweisen, um eine Schwenkbewegung des Blattes um eine solche Achse, um welche das Blatt vorgeschwenkt und zurückgeschwenkt werden kann, um eine Schlagachse sowie um eine Nickachse ausführen zu können. Zugleich muß jede dieser Verbindungen eine Bewegung des Blattes gegen Zentrifugalkräfte verhindern, die während der Drehung des Rotorsystems auftreten. Solche Kombinationen von Belastungen und Bewegungen führen zu einem vorzeitigen Versagen dieser Verbindungen.

Bei einem Versuch, solche komplexen Strukturen zu ersetzen und dabei viele der damit verbundenen Nachteile zu überwinden, sind elastomere Lager in Betracht gezogen worden, die abwechselnde und verklebte Schichten eines starren und eines elastomeren Materials aufweisen.

Bei der Ausbildung eines Rotorblatt-Halterungssystems mit elastomeren Lagern sind viele Faktoren in Betracht zu ziehen. Zusätzlich zu der Ausbildung der Lager in der V\feise, daß sie das Blatt gegen die Zentrifugalkräfte abstützen, welche während der Drehung der Rotornabe auftreten, und daß die verschiedenen Bewegungen des Blattes in Bezug auf die Rotornabe ermöglicht werden, muß die Ermüdungslebensdauer der Lager unter diesen Belastungs- und Bewegungsverhältnissen berücksichtigt werden, weiterhin müssen das Gewicht und die Größe der Lager und der strukturellen Zwischenverbindungen berücksichtigt werden, es müssen die Federkonstanten der Lager bei verschiedenen Betriebsbedingungen in Betracht gezogen werden und es muß die Fähigkeit des Halterungssystems beachtet werden, Blattschubbelaaungen aufzunehmen.

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Aufgabe der Erfindung ist es, in einem Rotorblatt-Halterungssystem zwei seriell angeordnete elastomere Lager vorzusehen, von denen jedes abwechselnde und verklebte Schichten aus starrem und eJastomerem Material aufweist, wobei eine Bewegung des Blattes zumindest um die Nickachse derart aufgeteilt wird, daß die entsprechende Ermüdungslebensdauer der Lager gesteigert wird, während zugleich die Größe und das Gewicht der entsprechenden elastomeren Lager verringert wird.

Demgemäß ist Gegenstand der Erfindung ein Rotorblatt-Halterungssystem zur Befestigung einer Rotorblattstruktur an einer Rotornabe, wobei das Rotorblatt um eine Mittelachse der Nabe drehbar ist und das Blatt normalerweise von der Nabe im wesentlichen radial nach außen steht, welches sich dadurch auszeichnet, daß zwei elastomere Lager vorgesehen sind, von denen jedes aus einer Vielzahl von abwechselnden und verklebten Schichten eines starren und eines elastomeren Materials gebildet ist, wobei die Schichten seriell zwischen der Blattstruktur und der Nabe angeordnet sind, daß jedes Lager in Bezug auf die Längsachse des Blattes derart angeordnet ist, daß die Schichten derart ausgerichtet sind, daß sie zumindest teilweise normal dazu unter Druck gehalten sind, um das Blatt gegen die Zentrifugalkräfte zu stützen, die in Reaktion auf die Drehung der Nabe auftreten, während sie einer Torsiönsbelastung unterworfen ist, um eine Schwenkbewegung des Blattes um seine Längsachse zu gestatten und aufzuteilen.

Die Erfindung wird nachfolgend beispielsweise anhand der Zeichnung beschrieben; in dieser zeigen:

Fig. 1 eine teilweise geschnittene Seitenansicht eines Rotor-Halterungssystems gemäß der Erfindung,

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Fig. 2 einen verkleinerten Teilschnitt des Systems gemäß Fig. 1, in weichem die Schwenkbewegung des Blattes um die Schlagachse veranschaulicht ist, und

Fig. 3 bis 6 .jeweils eine teilweise geschnittene Seitenansicht, in welcher weitere Ausführungsformen eines erfindungsgemäßen Rotor-Halterungssystems dargestellt sind.

In den Fig. 1 und 2 ist ein Rotorblatt-Halterungssystem dargestellt, welches in seiner Gesamtheit mit 10 bezeichnet ist. Gemäß der Zeichnung weist das Rotorblatt-Halterungssystem 10 eine Rotornabe 11 auf, die durch eine nicht dargestellte Einrichtung um eine Mittelainse 12 drehbar ist. Eine Blattstützstruktur 13 ist mit der Rotornabe 11 durch eine entsprechende Halterung verbunden, die allgemein bei 14 dargestellt ist, wobei sich das Blatt normalerweise allgemein radial von der Rotornabe 11 derart erstreckt, dass es mit derselben um die Mitteiahse 12 drehbar ist.

Die Halterung 14 weist ein Lagergehäuse 15 auf, welches an der Rotornabe 11 fest angebracht ist. Das Gehäuse 15 hat eine Öffnung in dem äußeren Teil, der von der Rotornabe 11 aus radial nach außen weist, um durch diese Öffnung hindurch das innere Ende 13a der Blattstruktur 13 aufzunehmen. Das Gehäuse 15 legt in seinem Inneren im Bereich um die Öffnung herum eine allgemein kugelzonenförmige konkave Fläche 16 fest, die in Richtung auf die Rotornabe 11 nach innen weist. Ein entsprechend kugel zonenförmig ausgebildetes elastomeres Lager 18, welches einen Durchgang aufweist, der sich zentrisch hindurcherstreckt, ist in dem Gehäuse 15 derart angeordnet, daß der Durchgang mit der Öffnung im Gehäuse 15 fluchtet. Die konvexe Fläche 19 des Lagers 18 weist von

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der Rotornabe 11 aus nach außen und ist mit der konkaven Fläche 16 verklebt und in ihrer Form dieser konkaven Fläche angepaßt. Das elastomere Lager 18 weist eine Vielzahl von. abwechselnden und verklebten Schichten aus starrem und aus elastomerem Material 20 bzw. 21 auf. Typischerweise bestehen die starren Schichten 20 aus Metall, können jedoch auch aus einem beliebigen anderen Material hergestellt aan, welches im Vergleich zu dem verwendeten elastomeren Material verhältnismäßig starr ist. Die elastomeren Schichten 21 bestehen typischerweise aus natürlichem oder synthetischem Kautschuk. Im Lager 18 sind die starren Schichten 20 kugelzonenförmig ausgebildet, wobei die Mittelpunkte im Punkt 22 innerhalb des Lagers 18 zusammenfallen und gleichzeitig mit der Längsachse des Blattes zusammenfallen.

Ein längliches ringförmiges Element 24 ist innerhalb des Gehäuses 15 angeordnet, wobei die hindurchführende Öffnung mit der Öffnung und dem Durchgang durch das Gehäuse 15 und das Lager 18 fluchtet. Das äußere Ende des Elementes 24 legt äne nach außen weisende kugel zonenförmige konvexe Fläche 25 fest, welche der nach innen weisenden sphärischen konkaven Fläche 26 des Lagers 28 angepaßt ist und mit dieser verklebt ist. Das innere Ende des Elementes 24 legt eine kegel stumpfförmige Fläche 27 fest, und zwar an der Außenseite, welche sich in Richtung auf die Rotornabe 11 verjüngt.

Das innere Ende 13a der Blattstruktur 13 erstreckt sich durch die Öffnung im Gehäuse 15, den Durchgang des Lagers 18 und das ringförmige Element 24. Ein becherförmiges Element 28 ist über dem inneren Ende 13a der Blattstruktur 13 befestigt und liegt an einer Schulter 29 darauf an. Das becherförmige Element 28 legt eine kegel stumpfförmige Fläche 30 fest, die von der Rotornabe 11 mit derselben Neigung wie die Fläche 27 des ringförmigen Elementes

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nach außen weist und ist auf Abstand gegenüber derselben angeordnet.

Ein kegelstumpfförmiges elastomeres Lager 32, das eine Mehrzahl von abwechselnden und verklebten Schichten aus einem starren bzw. einem elastomeren Material 33 bzw. 34 aufweist, ist zwischen den kegelstumpfförmigen Flächen 27 und 30 konzentrisch zu der Längsachse des Blattes angeordnet und mit diesen Flächen verklebt. Die Schichten des Lagers 32 sind ebenfalls kegelstumpfförmig ausgebildet und sind parallel zu den Flächen 27 und 30 geneigt. Der effektive elastische Mittelpunkt des Lagers 32 fällt vorzugsweise mit dem Punkt 22 zusammen.

Das becherförmige Element 28 ist an dem inneren Ende 13a der Blattstruktur durch eine Mutter 35 mit einem kugelzonenförmigen Kopf gehalten. Vorzugsweise ist eine elastomere Unterlage 36, die eine kugel zonenförmige starre Platte aufweisen kann, an der Mutter 35 mit dem kugelzonenförmigen Kopf befestigt und liegt an einer entsprechend geformten Fläche 37 an, welche durch die Rotornabe 11 festgelegt Fst und von derselben radial nach außen weist, wodurch im Ruhezustand der Rotornabe 11 die elastomeren Lager 18 und 32 entlang der Längsachse des Blattes vorgespannt sind. Weiterhin leistet der Reibungseingriff zwischen.der elastomeren Unterlage 36 und der Fläche 37 Widerstand gegen das Heruntersinken des Blattes 13, wenn sich die Rotornabe 11 im Ruhezustand befindet. Es können weitere,nicht dargestellte Einrichtungen, verwendet werden, um das Heruntersinken des Blattes zu begrenzen.

Es ist aus der obigen Beschreibung ersichtlich, daß die elastomeren

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Lager 18 und 32 zwischen dem äußeren Ende des Gehäuses 15 und dem inneren Ende 13a der Blattstruktur seriell angeordnet sind. Weiterhin sind die einzelnen Schichten jedes Lagers 18 und 32 derart angeordnet und ausgerichtet, daß sie zumindest teilweise unter einer Normalkraft stehen, und den Zentrifugalkräften auf das Blatt entgegenwirken, die in Reaktion auf die Rotation der Rotornabe 11 entstehen. Genauer gesagt, die Zentrifugalbelastungen auf dem Blatt 13 werden vom inneren Ende 13a des Blattes über das becherförmige Element 28 auf das kegelstumpfförmige Lager 32 und durch dasselbe hindurch übertragen, und zwar normal zu den Schichten des ringförmigen Elementes 24, und dann weiter von dem ringförmigen Element 24 durch das kugel zonenförmige Lager 18 normal zu den Schichten zum Gehäuse 15, welches seinerseits eine Übertragung zu der Rotornabe 11 bewirkt. Während sich die Rotornabe 11 dreht, wird die Zentrifugalbelastung auf jedem Blatt von jedem der Lager 18 und 32 aufgenommen und dadurch wird jedes der seriell angeordneten Lager 18 und 32 weiter zusammengedrückt, um den Eingriff der Unterlage 36 mit der Fläche 37 der Rotornabe 11 zu lösen. Somit ist dieses Vorkomprimierungsmerkmal keine Hinderung für die Lager 18 und 32, eine Bewegung um die verschiedenen Achsen zu gestatten.

Während der Drehung der Rotornabe 11 wird eine Nickbewegung oder werden Bewegungen des Blattes um seine Längsachse durch die elastomeren Lager 18 und 32 im Verhältnis zu ihren Federkonstanten um diese Achse geteilt. Es ist ersichtlich, daß eine derartige Bewegung die Lager mit einer Torsionsbelastung beaufschlagt oder durch eine Schubbelastung entlang der Schichten, der weichsten Achse der Lager. Somit wird eine Nickbewegung des Blattes leicht ermöglicht. Durch die Aufteilung der Nickbewegung des Blattes werden verschiedene Vorteile erreicht. Jedes

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Lager wird einer geringeren Belastung um die Nickachse unterworfen, wodurch die Abmessungen vermindert werden können, insbesondere der Durchmesser und auch das Gewicht des Lagers, wobei weiterhin eine Verminderung der Federkonstante um die Nickachse ermöglicht wird und, was von besonders großer Bedeutung ist, wodurch eine größere Ermüdungsfestigkeit unter bestimmten Nickbewegungen gewährleistet wird. Diese Teilung der Nickbewegungen ermöglicht weiter die Verwendung von elastomeren Lagern, die eine geringere Stapelhöhe aufweisen als es bei der Verwendung eines einzelnen Lagers möglich fet. Dies führt zu dem Ergebnis, daß eine größere Stabilität der Lagerung dadurch erreicht wird, daß die Lager unter verschiedenen Belastungen und Bewegungen gegen Knickung besser gesichert sind als bei herkömmlichen Einrichtungen.

Ein Vorschwenken und ein Zurückschwenken des Blattes in Bezug auf die Rotornabe 11 wird durch das kugelzonenförmige Lager ebenfalls leicht ermöglicht. Weiterhin wird gemäß Fig. 2 auch eine Schlagbewegung des Blattes in Bezug auf die Rotornabe 11 durch das Lager 18 leicht ermöglicht. Das kegelstumpfförmige Lager 32 ist verhältnismäßig steif im Vergleich zu dem Lager 18 , und zwar in Bezug auf Bewegungen um diese letztgenannten Achsen. Solche Bewegungen bringen eine Schubbelastung auf das Lager 18, und zwar entlang dessen Schichten. Diese unterschiedliche Geometrie des Lagers 18 und des Lagers 32 ermöglicht somit eine Steuerung der Federkonstanten um diese verschiedenen Achsen bis zu einem gewissen Grad. Weiterhin kann auch die Teilung der Bewegung bis zu einem weiten Ausmaß auf die kritischere Achse begrenzt werden, welche normalerweise die Nickachse ist.

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Vorzugsweise sind gemäß der Darstellung die Lager 18 und 32 auf einen gemeinsamen Punkt 22 fokussiert und zwar entlang der Längsachse des Blattes 13. Eine derartige Fokussierung gewährleistet, daß die Blattschubbelastungen durch das effektive elastische Zentrum von jedem der Lager 18 und 32 hindurchgehen, um eine winkelmäßige Fehlausrichtung zwischen dem Blatt 13 und dem ringförmigen Element 24 zu vermeiden, und weiterhin wird dadurch die erforderliche Stabilität und Festigkeit gegen die Schubbelastungen des Blattes gewährleistet.

In der in der Fig. 3 dargestellten Ausführungsform sind die Ausrichtung des kegelstumpfförmigen elastomeren Lagers und seiner Verbindung mit dem inneren Ende 13a der Blattstruktur 13 sowie das Element 24 abgewandelt. In dieser Ausführungsform legt das innere Ende des Elementes 24 auf seiner Innenseite eine kegelstumpfförmige Fläche 46 fest, welche in Richtung auf die Rotornabe 11 hin divergiert. Das innere Ende 13a der Blattstruktur 13 legt eine radial nach außen weisende kegelstumpfförmige Fläche 48 fest, welche gegen die Rotornabe 1 1 unter demselben Winkel divergiert, wie es bei der Fläche 46 der Fall ist, und ist auf Abstand und gegenüber von dieser Fläche angeordnet. Ein kegelstumpfförmiges elastomeres Lager 50 von ähnlicher Konstruktion wie das Lager 32, mit der Ausnahme, daß das Lager 50 gegen die Rotornabe 1 1 hin divergiert, ist zwischen den kegelstumpfförmigen Flächen 46 und 48 angeordnet und verklebt. Die Arbeitsweise des in der Fig. 3 dargestellten Rotor-Haltersystems ist identisch mit derjenigen der in der Fig. 1 dargestellten Einrichtung.

In der Fig. 4 ist eine weitere Ausführungsform des Erfindungsge-

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genstandes dargestellt. In dieser Ausführungsform wird ein Paar von identischen kugel zonenförmigen elastomeren Lagern in Serie Verwendet. Die allgemein bei 70 dargestellte Halteeinrichtung weist zwei Gehäuseabschnitte 72 und 74 auf, die spiegelbildlich ausgebildet sind und durch eine herkömmliche Einrichtung, wie Schrauben und Muttern 75 zusammengehalten sind, um ein Gehäuse zu bilden. Auf gegenüberliegenden Seiten des Gehäuses sind Öffnungen angebracht, um das innere Ende 13a der Blattstruktur 13 und eine Welle 1 1a aufzunehmen, wobei durch diese Teile jeweils eine radiale Verlängerung der Nabe 11 gebildet wird.

Das Gehäuse legt in seinem Inneren benachbart zu der Öffnung und um dieselbe herum allgemein kugel zonenförmig ausgebildete konkave Flächen 76 und 78 fest, die einander gegenüberstehen. Lager 80 und 82 haben einen Durchgang, der sich in zentraler Richtung durch dieselben hindurch erstreckt', und diese Lager sind im Gehäuse derart angeordnet, daß ihre Mittelpunkte zueinander hin auf den Punkt 22 entlang der Längsachse des Blattes fokussiert sind, wobei die Durchgänge durch die Lager mit den Öffnungen im Gehäuse fluchten. Weiter entfernt angeordnete äußere konvexe Flächen 84 und 86 der Lager 80 bzw. 82 sind den konkaven Gehäuseflächen 76 bzw. 78 angepaßt und mit diesen verklebt. Getrennte und axial auf Abstand voneinander angeordnete ringförmige Elemente 57 und 88 sind innerhalb des -Gehäuses angeordnet, wobei die hindurchgehenden Öffnungen mit den Gehäuseöffnungen fluchten. Die benachbarten konkaven Flächen 89 und 90 der Lager 80 und 82 sind mit entsprechend geformten konvexen Flächen 91 und 92 der ringförmigen Elemente 87 und 88 jeweils verklebt. Das innere Ende 13a der Blattstruktur 13 erstreckt sich durch die Öffnung im Gehäuseabschnitt 72 , durch das Lager 80 und das ringförmige Element 87 hindurch und ist lösbar mit dem ringförmigrn Element 87 gegen

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eine relative axiale Bewegung zwischen einer Schulter 93 im Bereich des inneren Endes der Blattstruktur 13 und einer damit verschraubten Mutter 94 gehalten. Die Welle 11a der Rotornabe 11 erstreckt sich in ähnlicher Weise durch die Öffnung im Gehäuseabschnitt 74, durch das Lager 82 und das ringförmige Element 88 hindurch und ist lösbar mit dem ringförmigen Element 83 gegen eine relative axiale Bewegung zwischen einer Schulter 95 im Bereich des Endes der Welle 11a und einer Mutter 96, die daraufgeschraubt ist, verbunden.

Wenn eine Vorkomprimierung der kegelartig angeordneten elastomeren Lager 80 und 82 erwünscht ist, kann eine entsprechende Einrichtung zur Erzeugung einer derartigen Vorkomprimierung vorgesehen sein, beispielsweise die Einrichtung 100, Die Einrichtung 100 weist ein Sockelelement 101 auf, welches auf dem rückwärtigen Ende des inneren Endes 13a des Blattes 13 angeordnet ist und weiterhin ein Kugelelement 102, dessen Mittelpunkt im Punkt 22 liegt, und welches von dem rückwärtigen Ende der Welle 11a gehalten ist, so daß jedes Lager 80 und 82 entsprechend in der Form angepaßt und vorgespannt ist. Während des Betriebes der Rotornabe 11 komprimieren die Zentrifugalbelastungen auf dem Blatt die Lager 80 und 82 weiter und lösen die Berührung zwischen den Elementen 101 und 102 der Vorkomprimierungseinrichtung 100,

Die Lager 80 und 82 sind seriell miteinander verbunden. Die Zentrifugalbelastungen auf dem Blatt werden von dem inneren Ende 13a der Blattstruktur 13 über das Lager 80 normal zu den Schichten des Gehäuses übertragen, weiter vom Gehäuse über das Lager 82 normal zu den Schichten der Welle 11a der Rotornabe 11. Nickbewegungen, Bewegungen zum Vorschwenken und Zurückschwenken sowie Schlagbewegungen werden gleichmäßig in Torsion und/oder

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Schub entlang den Schichten der elastomeren Lager 80 und 82 aufgeteilt.

In der Fig. 5 ist eine ähnliche Ausführungsform wie in der Fig. 1 dargestellt. In dieser Ausführungsform wird ein Paar aus identischen kugelzonenförmigen elastomeren Lagern verwendet, die seriell angeordnet sind und deren Mittelpunkte auf einen gemeinsamen Punkt fokussiert sind, der mit der Längsachse des Blattes zusammenfällt. Ein Zentrierlager ist dazu vorgesehen, um einen erhöhten Widerstand des Blattes gegen Schubbelastungen zu schaffen und um eine Biegung der elastomeren Lager um ihre effektiven elastischen Mittelpunkte zu gewährleisten. Es werden nur diejenigen Teile beschrieben, welche sich von der Ausführungsform gemäß Fig. 1 unterscheiden. Das innere Ende des länglichen ringförmigen Elementes 24 legt auf der Außenseite eine nach innen weisende konvexe sphärische Fläche 106 fest. Das innere Ende 13a des Blattes 13 weist ein daran angeformtes becherförmiges Element 107 auf, welches eine konkave sphärische Fläche 108 festlegt, die von der Rotornabe 11 nach außen weist und in Bezug auf die Fläche 106 auf Abstand und gegenüber von dieser angeordnet ist. Die Flächen 106 und 108 weisen vorzugsweise zusammenfallende Mittelpunkte auf, welche im Punkt 22 zusammenfallen. Ein sphärisches elastomeres Lager 110, welches in seiner Auslegung und in seiner Konstruktion identisch mit dem Lager 18 ist, abgesehen von der umgekehrten Anordnung, ist zwischen den Flächen 106 und 108 angeordnet und verklebt.

Ein Universalzentrierlager, welches allgemein bei 112 dargestellt ist, hat einen festen Mittelpunkt am Punkt 22, und es arbeitet mit der übrigen Anordnung in der V\feise zusammen, daß eine zusätzliche Aufnahme,für die Blatt-Schubbelastungen geschaffen wird,

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ohne daß der Betrieb des übrigen Haltesystems beeinträchtigt wird. Das Universallager 112 weist einen kugel zonenförmigen Sockel 113 und ein Kugelelement 114 auf, dessen Mittelpunkt mit dem Punkt 22 zusammenfällt und welches in dem Sockel 113 befestigt ist. Der Sockel 113 ist konzentrisch zu der Längsachse des Blattes 13 mit dem Gehäuse 15 verbunden, um die Blattschubbelastungen direkt auf das Gehäuse 15 durch eine Spinne 1 1 5 zu übertragen, die im Gehäuse 15 sitzt und eine Vielzahl von sich in radialer Richtung nach innen erstreckenden Fingern 116 aufweist, welche sich frei durch das Element 24 hindurch erstrecken und an dem Sockel 113 befestigt sind. Die Spinne 115 wird in ihrer axialen Stellung durch eine zylindrische Hülse 117 gehalten, welche mit der Rotornabe 11 zusammenwirkt, um der Spinne 115 in axialer Richtung zwischen dem Gehäuse 15 und der Hülse 117 eine Keilform zu erteilen. Das innere Ende 13a der Blattstruktur 13 geht durch das Kugelelement 1 14 hindurch und ist mit demselben drehbar und in Längsrichtung in Bezug auf das Kugelelement bewegbar. Durch die identischen kugel zonenförmigen elastomeren Lager 18 und 110 mit zusammenfallenden Mittelpunkten im Punkt 22 werden Nickbewegungen, Bewegungen zum Vorschwenken und zum Zurückschwenken sowie Schlagbewegungen des Blattes 13 in Bezug auf die Rotornabe 11 gleichmäßig aufgeteilt. Das Zentrierlager 112 verhindert eine Querbewegung des Blattes als Ergebnis von Blattschubbelastungen, welche direkt auf das Gehäuse übertragen werden und gewährleistet somit, daß alle diese Bewegungen des Blattes im allgemeinen um den Punkt 22 erfolgen. Da das Universal lager 112 von demjenigen Typ ist, der eine Kugel und eine Pfanne aufweist, behindert es die Dreh- oder Schwenkbewegung des Blattes nicht. Auslenkungen der Lager 18 und 110 aufgrund von Zentrifugalbelastungen auf das Blatt werden von dem

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Zentrierlager 112 durch eine Längsgleitbewegung des inneren Endes 13a der Blattstruktur 13 in Bezug auf die Kugel 114 aufgenommen.

In der Fig. 6 ist eine weitere Ausführungsform dargestellt, welche der Ausführungsform gemäß Fig. 1 ähnlich ist. In dieser Ausführungsform sind ein axiales und ein kugelzonenförmiges elastomeres Lager 120 bzw. 122 seriell angeordnet. Für Zwecke der Erfindung ist ein axiales elastomeres Lager dort angeordnet, wo die Schichten auf Abstand in axialer Richtung entlang und normal zu der Längsachse des Blattes liegen.

Gemäß der Darstellung ist das axiale elastomere Lager 120 zwischen dem äußeren Ende des Gehäuses 15 und einem Ende des ringförmigen Elementes 24 verklebt, und das kugel zonenförmige elastomere Lager 122 ist zwischen dem anderen Ende des Elementes 24 und dem becherförmigen Element 123 verklebt, und zwar als integraler Bestandteil von dem inneren Ende 13a des Blattes 13. Die Mittelpunkte der Schichten des Lagers 122 fallen am Punkt 22 entlang der Längsachse des Blattes zusammen, und zwar außerhalb des Lagers 122, und sie fallen gemäß der Darstellung weiterhin mit der Öffnung in der Außenseite des Gehäuses 15 zusammen. Wegen des Axiallagers 120 hat das Halterungssystem einen sehr geringen Widerstand gegen Blattschubbelastungen. Deshalb wird ein universelles Zentrierlager 125 verwendet, welches demjenigen ähnlich ist, welches für die Ausführungsform gemäß Fig. 5 beschrieben wurde. Das Zentrierlager 125 weist einen sphärischen Sockel oder eine sphärische Pfane 126 auf, die am Gehäuse 15 gehalten ist und innerhalb der Gehäuseöffnung angeordnet ist, und weiterhin ein Kugelelement 127, dessen Mittelpunkt im Punkt 22 drehbar in der Pfanne 126 sitzt. Das innere Ende 13a des Blattes geht durch das Kugelelement 127 hindurch und ist mit diesem drehbar und in Längsrichtung in Bezug auf das Kugelelement 127 bewegbar.

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Claims (11)

ti 2A3251Q PATENTANSPRÜCHE

1. Rotorblatt-Halterungssystem zur Befestigung einer Rotorblatt- ^-—■'struktur an einer Rotornabe, wobei das Rotorblatt um eine Mittelachse der Nabe drehbar ist und das Blatt normalerweise von • der Nabe im wesentlichen radial nach außen steht, dadurch gekennzeichnet, daß zwei elastomere Lager vorgesehen sind, von denen jedes aus einer Vielzahl von abwechselnden und verklebten Schichten eines starren und eines elastomeren Materials gebildet ist, wobei die Schichten seriell zwischen der Blattstruktur und der Nabe angeordnet sind, daß jedes Lager in Bezug auf die Längsachse des Blattes derart angeordnet ist, daß die Schichten derart ausgerichtet sind, daß sie zumindest teilweise normal dazu unter Druck gehalten sind, um das Blatt gegen die Zentrifugalkräfte zu stützen, die in Reaktion auf die Drehung der Nabe auftreten, während sie einer Torsionsbelastung unterworfen ä, um eine Schwenkbewegung des Blattes um seine Längsachse zu gestatten und aufzuteilen.

2. Rotorblatt-Halterungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß eines der elastomeren Lager kugel zonenförmig ausgebildet ist, um ein Vorschwenken und ein Zurückschwenken sowie eine Schlagbewegung des Blattes in Bezug auf die Rotornabe zu ermöglichen.

3. Rotorblatt-Halterungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß eine Einrichtung vorhanden ist, welche dazu dient, jedes der elastomeren Lager entlang der Längsachse des Blattes vorzukomprimieren, während sich die Rotornabe nicht dreht.

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4. Rotorblatt-Halterungssystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß das innere Ende der Blattstruktur und die Rotornabe axial miteinander derart im Eingriff stehen, daß jedes der elastomeren Lager entlang der Längsachse des Blattes vorkomprimiert ist, während sich die Rotornabe nicht dreht, und daß der Eingriff während der Drehung der Rotornabe infolge der weiteren axialen Komprimierung der Lager aufgrund der Zentrifugal belastung auf das Blatt gelöst wird.

5„ System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß jedes der Lager einen Durchgang aufweist, der sich zentrisch durch das Lager hindurch erstreckt und mit der Längsachse des Blattes zusammenfällt, und daß eine der Blattstrukturen und die Rotornabe einen Teil aufweisen, der von den Durchgängen der Lager aufgenommen wird.

6. Rotorblatt-Halterungssystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , daß ein Gehäuse vorhanden ist, welches an der Rötornabe angebracht ist, daß dieses Gehäuse eine Öffnung aufweist, welche von der Rotornabe aus radial nach außen weist, daß die Lager innerhalb des Gehäuses angeordnet sind, daß die Blattstruktur ein inneres Ende aufweist, welches durch die Öffnung im Gehäuse und im Durchgang von beiden Lagern aufgenommen wird, und daß die seriell angeordneten Lager zwischen dem inneren Ende der Blattstruktur und dem äußeren Ende des Gehäuses im Bereich der darin angeordneten Öffnung liegen.

7. Rotorblatt-Halterungssystem nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet , daß ein Universalzentrierlager vorgesehen ist, welches an dem Gehäuse angebracht ist und die Blattstruktur in Bezug auf das Gehäuse gegen Blattschub-

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belastungen abstützt, daß die Mittelpunkte des kugelzonenförmigen Lagers und des Zentrierlagers im wesentlichen zusammenfallen und außerdem mit der Längsachse des Blattes zusammenfallen und in der Weise zusammenwirken, daß eine Schwenkbewegung des Blattes um eine solche Achse möglich ist, um welche die Rotorblätter vorgeschwenkt oder zurückgeschwenkt werden können und daß außerdem eine Schwenkbewegung um eine Schlagachse ebenso wie um die Nickachse ermöglicht ist.

8. Rotorblatt-Halterungssystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Zentrierlager einen festen Mittelpunkt aufweist.

9. Rotorblatt-Halterungssystem nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet , daß das Universalzentrierlager einen sphärischen Sockel oder eine sphärische Pfanne aufweist, welche an dem Gehäuse befestigt ist, und weiterhin ein Kugelelement hat, welches in dem Sockel oder der Pfanne angebracht ist, daß der Mittelpunkt des Kugelelementes mit dem Mittelpunkt des sphärischen elastomeren Lagers und mit der Längsachse des Blattes zusammenfällt und daß das innere Ende der Blattstruktur zentrisch durch das Kugelelement hindurchgeht, um mit diesem drehbar und in Längsrichtung in Bezug auf das Kugelelement bewegbar zu sein.

10. Rotorblatt-Halterungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß beide elastomeren Lager kugelzonenförmig ausgebildet sind, wobei ihre Mittelpunkte im wesentlichen zusammenfallen.

11. Rotorblatt-Halterungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet , daß eines der Lager kugel-

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zonenförmig ausgebildet ist und das andere kegelstumpfförmig ausgebildet ist, und daß beide Lager konzentrisch zu, der Längsachse des Blattes angeordnet sind, wobei die effektiven elastischen Mittelpunkte der Lager zusammenfallen und zugleich mit der Längsachse des Blattes zusammenfallen.

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