DE2461343C2

DE2461343C2 - Connection device for the rotor blades of a small or model helicopter

Info

Publication number: DE2461343C2
Application number: DE19742461343
Authority: DE
Inventors: Helmut 8354 Metten Bernhardt
Original assignee: Fa. Helmut Bernhardt, 8354 Metten
Filing date: 1974-12-24
Publication date: 1976-09-09

Description

Die Erfindung betrifft eine Anschlußbefestigungseinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a connection fastening device according to the preamble of the patent claim 1.

Bei den bisher bekannten Anschlußbefestigungseinrichtungen der erwähnten Art umfaßt die Halterung am Rotorkopf für jeden Anschiußzapfen eines Rotorblattes eine geschlitzte Aufnahmehohrung, welche durch Schrauben zusammengezogen werden kann. Vor dem Zusammenziehen der Bohrung muß jedes einzelne Rotorblatt durch geeignete Drehung um die Achse des Anschlußzapfens richtig eingestellt werden, was einen beträchtlichen Arbeitsaufwand und eine gewisse Erfahrung erfordert. Es ist daher nicht möglich, die Rotorblätter zum Transport des Hubschraubers abzunehmen,In the previously known terminal fastening devices of the type mentioned, the bracket comprises a slotted receiving hole on the rotor head for each connecting pin of a rotor blade, which can be pulled together by screws. Before contracting the hole, each individual Rotor blade can be correctly adjusted by suitable rotation about the axis of the connecting pin, which is a requires a considerable amount of work and a certain amount of experience. It is therefore not possible to use the rotor blades to take off for the transport of the helicopter,

ίο sofern man nicht in Kauf nimmt, nach beendetem Transport die Rotorblätter erneut zu justieren. Eine derartige zeitaufwendige Neujustierung ist auch immer dann erforderlich, wenn beim Flugbetrieb ein Rotorblatt beschädigt wird, beispielsweise durch Bodenberührung. Im letzteren Fall besteht die Gefahr, daß auch der Rotorkopf und die Rotorwelle deformiert werden, da jedes Rotorblatt mit dem Rotorkopf starr verbunden ist. Es besteht bei Klein- oder Modellhubschraubern im Gegensatz zu Tragflächen-Flugmodellen, bei denen die Tragflächen mit dem Rumpf meist lösbar verbunden sind, so daß sie sich bei Berührung mit Hindernissen von selbst lösen, bisher nicht die Möglichkeit, die Rotorblätter mit dem Rotorkopf in der Weise lösbar zu verbinden, daß sie sich beim Auftreffen auf ein Hindernis von selbst lösen.ίο if one does not accept, after the end Transport to adjust the rotor blades again. Such a time-consuming readjustment is also always required when a rotor blade is damaged during flight operations, for example by touching the ground. In the latter case, there is a risk that the rotor head and the rotor shaft will also be deformed because each rotor blade is rigidly connected to the rotor head. It exists in small or model helicopters in contrast to wing model aircraft, in which the wings with the fuselage are mostly releasably connected, so that they release themselves when they come into contact with obstacles, so far not the Possibility to releasably connect the rotor blades to the rotor head in such a way that they come together when they hit solve an obstacle by yourself.

Es sind auch andere Anschlußbefestigungseinrichtungen für Rotorblätter bekannt, bei denen statt der erwähnten Anschlußzapfen aus Blech bestehende Anschlußbeschläge vorgesehen sind, die mit dem Rotorkopf verschraubt werden können. Diese Anschlußbeschläge müssen zum Justieren der Rotorblätter zurechtgebogen werden, um eine optimale Einstellung zu erreichen. Im übrigen ergeben sich hier die gleichen Schwierigkeiten wie bei den Anschlußbefestigungseinrichtungen der eingangs erwähnten Art.There are also other connection fastening devices for rotor blades are known in which instead of Mentioned connection pin made of sheet metal connection fittings are provided, which are connected to the rotor head can be screwed. These connection fittings must be used to adjust the rotor blades be bent to achieve an optimal setting. Otherwise the same result here Difficulties as with the connection fastening devices of the type mentioned at the beginning.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer gegenüber dem Stand der Technik verbesserten Anschlußbefestigungseinrichtung für Rotorblätter, welche einerseits einen schnellen Austausch jedes Rotorblattes ermöglicht, andererseits aber keine Neujustierung erfordert, sofern vor der ersten Inbetriebnahme eine Justierung durchgeführt wurde, wobei darüber hinaus ein leichtes Abwerfen eines Rotorblattes von dem Rotorkopf beim Auf treffen auf ein Hindernis möglich ist. Erreicht wird dies durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1.The object of the invention is to create a terminal fastening device which is improved over the prior art for rotor blades, which on the one hand enables a quick exchange of each rotor blade, on the other hand, however, no readjustment is required, provided that an adjustment is made before the first start-up was carried out, in addition, a slight ejection of a rotor blade from the rotor head when hitting an obstacle is possible. This is achieved through the characteristic features of claim 1.

Die beiden Haken ergeben mit ihren fluchtenden Hakenscheiteln für den Querbolzen des Anschlußzapfens einen genau festliegenden Einstellwinkel des Rotorblattes, welcher bei jedem Wechsel des Rotorblattes beibehalten werden kann, sofern nur vorausgesetzt wird, daß bei der Herstellung eines Rotorblattes nebst Anschlußzapfen und Querbolzen der Winkel des Querbolzens gegenüber der Ebene des Rotorblattes herstellerseitig reproduzierbar eingehalten wird. Zum Montieren eines Rotorblattes wird zuerst bei nahezu vertikaler Stellung desselben der Maulschlitz mit dem Verbindungsstift in Eingriff gebracht, wonach das Rotorblatt in die horizontale Lage abgekippt und der Querbolzen mit den beiden zugeordneten Haken in Eingriff gebracht wird. Danach ist das Rotorblatt in bezug auf den Querbolzen völlig kippfrei festgehalten. Da der Querbolzen gegen die beiden Haken bzw. die Hakenscheitel unter Fliehkraft anliegt, kann beim Auftreffen des Rotorblattes auf ein Hindernis der an der nachlaufenden Seite des Rotorblattes gelegene Teil des Querbolzens eine radial nach innen zum Rotorkopf gerichtete Kippbewegung ausführen, wobei er mit seinemThe two hooks with their aligned hook vertices result in the transverse bolt of the connecting pin a precisely fixed setting angle of the rotor blade, which is set each time the rotor blade is changed can be retained, provided that it is only assumed that in the manufacture of a rotor blade together with the connecting pin and cross bolt, the angle of the cross bolt with respect to the plane of the rotor blade is reproducibly adhered to by the manufacturer. To assemble a rotor blade, first see almost vertical position of the same, the mouth slot is brought into engagement with the connecting pin, after which the rotor blade tilted into the horizontal position and the cross bolt with the two associated hooks in Intervention is brought about. Thereafter, the rotor blade is held completely tilt-free with respect to the cross bolt. There the cross bolt rests against the two hooks or the hook apex under centrifugal force, can upon impact of the rotor blade on an obstacle located on the trailing side of the rotor blade part of the Cross bolt perform a tilting movement directed radially inward to the rotor head, where he with his

zugeordneten Haken außer Eingriff gelangt Dadurch wiederum wird ein vollständiges Abwerfen des betreffenden Rotorblattes ermöglicht Da ein Rotorblatt bei einem Klein- oder Modellhubschrauber einen sehr wesentlichen Kostenfaktor darste'jt, wird durch den Erfindungsgedanken die Lebensdauer bzw. Verwendbarkeitsdauer der einzelnen Rotorblätter im Durchschnitt um ein Vielfaches erhöht Das Montieren eines Rotorblattes ist sehr einfach, kann in wenigen Sekunden durchgeführt werden und erfordert keine besondere Erfahrung.assigned hook is disengaged This in turn means that the relevant hook is completely discarded Rotor blade enables a rotor blade in a small or model helicopter to be very important Cost factor is represented by the concept of the invention, the service life or useful life of the individual rotor blades increased on average by a multiple The rotor blade is very simple, can be done in a few seconds and does not require any special Experience.

Gemäß einer Ausgestaltung des Erfindungsgedankens weist die offene Seite der Haken nach oben, so daß ein Eingriff der Rotorblätter mit dem Rotorkopf auch bei stillstehendem Rotor gewährleistet bleibt, wenn keine Fliehkraft auf die Rotorblätter wirksam ist.According to one embodiment of the inventive concept, the open side of the hook faces upwards, so that engagement of the rotor blades with the rotor head is guaranteed even when the rotor is at a standstill, if no centrifugal force is effective on the rotor blades.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung nach dem Patentanspruch 3 wird durch die hierbei vorgesehene Schrägkante die Außere'mgrifhbewegung zwischen dem Querbolzen eines Anschlußzapfens sowie dem zugehörigen Haken wesenilich erleichtert und ist unter geringsten Gegenkräften möglich, so daß das Beschädigungsrisiko der Rotorblätter weiter gemindert wird.According to a further embodiment according to claim 3, the outer'mgrifhbewegung between the transverse bolt of a connecting pin and the associated hook is essentially facilitated by the provided inclined edge and is possible under the slightest opposing forces, so that the risk of damage to the rotor blades is further reduced.

Gemäß einer Ausgestaltung nach dem Patentanspruch 4 wird ein Schlaggelenk gebildet, welches eine selbsttätige Einstellung des Konuswinkels der Rotorblätter während des Fluges in Abhängigkeit von der Rotordrehzahl, dem Gewicht der Rotorblätter und dem Fluggewicht ermöglicht.According to one embodiment according to claim 4, a flapping hinge is formed which an automatic adjustment of the cone angle of the rotor blades during flight as a function of the rotor speed, the weight of the rotor blades and the flight weight.

Gemäß einer besonders günstigen Weiterbildung der vorangehend erläuterten Ausgestaltung nach dem Patentanspruch 6 wird erreicht, daß bereits bei stillstehendem Rotor, d. h. ohi υ Fliehkraftwirkung, der Querbolzen mü einer gewissen Kraft gegen die Hakenscheitel gedrückt wird.According to a particularly favorable development of the embodiment explained above according to the Claim 6 is achieved that even when the rotor is stationary, d. H. ohi υ centrifugal force, the Cross bolts must have a certain force against the apex of the hook is pressed.

Bei einer hiervon abgewandelten Ausgestaltung des Erfindungsgedankens nach dem Patentanspruch 7 wird bereits bei stillstehendem Rotor, d. h. ohne auf die Rotorblätter wirkende Fliehkraft, durch die Blattfeder ein Eingriff des Querbolzens mit den beiden zugeordneten Haken gewährleistet. Jedoch kann hier das Rotorblatt mit seinem Anschlußzapfen in einem sehr geringen Winkelbereich eine Kippbewegung um den Querbolzen durchführen, wobei die Blattfeder nach der einen oder anderen Seite etwas durchgewölbt wird. Es kann sich auf diese Weise je nach dem Flugzustand des Hubschraubers der Konuswinkel der von den Rotorblättern bestrichenen Rotationsfläche geringfügig ändern. In a modified embodiment of the inventive concept according to claim 7, already with the rotor at a standstill, d. H. without centrifugal force acting on the rotor blades, thanks to the leaf spring an engagement of the cross bolt with the two associated hooks guaranteed. However, here it can Rotor blade with its connecting pin in a very small angular range a tilting movement around the Pass through the cross bolt, whereby the leaf spring is slightly arched to one side or the other. It In this way, depending on the flight condition of the helicopter, the cone angle of the rotor blades Slightly change the swept surface of revolution.

Die Erfindung ist nachstehend an Hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigtThe invention is explained in more detail below with reference to the drawing. It shows

F i g. 1 ein Ausführungsbeispiel einer Rotorblatt-Anschlußbefestigungseinrichtung in perspektivischer und auseinandergezogener Darstellung,F i g. 1 shows an embodiment of a rotor blade connection fastening device in perspective and exploded view,

F i g. 2 ein gegenüber F i g. 1 abgewandeltes Ausführungsbeispiel einer Rotorblatt-Anschlußbefestigungseinrichtung in einem durch die Rotorachse verlaufenden Vertikalschnitt.F i g. 2 a opposite F i g. 1 modified embodiment of a rotor blade connection fastening device in a vertical section running through the rotor axis.

Die in F i g. 1 veranschaulichte Anschlußbefestigungseinrichtung ist für einen zweiblättrigen Rotor, d. h. also zur Aufnahme zweier diametral gegenüberstehender Rotorblätter 7, bestimmt. Auf einer Rotorachse 1 sitzt drehfest ein einen Bestandteil eines Rotorkopfes bildender Distanzklotz 3. Λ π den Enden zweier Blechstanzteile 2 ist je ein Haken 2a und 2b ausgebildet, wobei jeweils der mittlere Abschnitt jedes Blechstanzteils 2 an dem Distanzklotz 3 befestigt ist.The in F i g. The connection fastening device illustrated in FIG. 1 is intended for a two-bladed rotor, that is to say for receiving two diametrically opposed rotor blades 7. On a rotor shaft 1 is seated rotationally fixed on a part of a rotor head-forming spacing block 3. Λ π the ends of two stamped sheet metal parts 2 are each a hook formed 2a and 2b, wherein each of the central portion of each sheet metal stamped part 2 fixed to the distance block. 3

In F i g. 1 ist lediglich eines von zwei Rotorblättern 7 veranschaulicht Jedes Rotorblatt 7 weist am inneren Blattende einen im vorliegenden Fall doppelt konisch ausgebildeten Anschlußzapfen 6 auf, welcher mit einem duschlaufenden Querbolzen 5 versehen ist Der Querbolzen kann mit seinen Enden in die zugehörigen Haken 2a eingeführt werden und legt sich beim Betrieb des Rotors unter Fliehkraft gegen die Scheitel der Haken 2a an. Die Haken 26 erfüllen hinsichtlich des zweiten (nichtveranschaulichten) Rotorblattes die gleicheIn Fig. 1 illustrates only one of two rotor blades 7. Each rotor blade 7 has on the inner one Blade end on a double conical connection pin 6 in the present case, which with a shower-running transverse bolt 5 is provided The transverse bolt can with its ends in the associated hook 2a and lays itself under centrifugal force against the vertex of the hooks when the rotor is in operation 2a. The hooks 26 fulfill the same function with regard to the second (not illustrated) rotor blade

ίο Funktion und sind in der folgenden Beschreibung nicht mehr gesondert erwähntίο function and are not in the following description more separately mentioned

Damit bei nicht umlaufendem Rotor, d. h. wenn also keine Fliehkraft auf das Rotorblatt 7 sowie den Querbolzen 5 wirkt, der Eingriff zwischen dem Querbolzen 5So that when the rotor is not rotating, i. H. so if there is no centrifugal force on the rotor blade 7 and the cross bolt 5 acts, the engagement between the cross bolt 5

i$ und den Haken 2a erhalten bleibt, ist die offene Seite der Haken 2a nach oben weisend ausgebildet.i $ and the hook 2a is retained is the open side the hook 2a is formed facing upwards.

Um ferner zu gewährleisten, daß der Querbolzen 5 beim Auftreffen des Rotorblattes 7 auf ein Hindernis möglichst leicht außer Eingriff zu den Haken 2a gelangen kann, weist jeder der beiden Haken 2a eine zum Hakenscheitel gerichtete Schrägkante 9 auf, die spitzwinklig zu der Rotationsebene des Rotorblattes 7 verläuft. In order to further ensure that the cross bolt 5 can easily disengage from the hooks 2a when the rotor blade 7 hits an obstacle, each of the two hooks 2a has an inclined edge 9 which is directed towards the apex of the hook and which is at an acute angle to the plane of rotation of the rotor blade 7 runs.

Das innenseitige Ende des Anschlußzapfens 6 ist an einem zwischen den Haken 2a verlaufenden Eingriffselement in bezug auf den Querbolzen 5 quasi kippfrei festgehalten. Zu diesem Zweck ist bei dem Ausführungsbeispiel von F i g. 1 das Eingriffselement in Form eines zwischen beiden Haken 2a verlaufenden Verbindungsstiftes 4 ausgebildet, und die radial innere Stirnfläche des Anschlußzapfens 6 weist einen zu dem Verbindungsstift 4 ausgerichteten sowie zu dessen Aufnahme bestimmten Maulschlitz 10 auf. Der Verbindungsstift 4 und der Maulschlitz 10 verlaufen paral-Ie! zu dem Querbolzen 5. Bevorzugt ist hierbei die lichte Weite des Maulschlitzes 10 größer als der Durchmesser des Verbindungsstiftes 4. Beträgt die lichte Weite des Maulschlitzes 10 etwa 8 mm, so wird gemäß einem erprobten Ausführungsbeispiel der Durchmesser des Verbindungsstiftes 4 zu 5 mm gewählt. In dem Maulschlitz 10 ist eine radial zum Rotorkopf bzw. zum Distanzklotz 3 gegen den Verbindungsstift 4 vorgespannte Druckfeder 8 gehalten.
Zum Montieren des Rotorblattes 7 am Rotorkopf wird in einer stärker nach oben angewinkelten oder nahezu vertikalen Stellung des Rotorblattes 7 der Maulschlitz 10 mit dem Verbindungsstift 4 in Eingriff gebracht, wobei durch Drücken auf den Anschlußzapfen 6 der Verbindungsstift 4 entgegen der Kraft der Druckfeder 8 in den Maulschlitz 10 hineinbewegt wird. Unter Aufrechterhaltung der auf den Anschlußzapfen 6 ausgeübten Kraft wird danach das Rotorblatt 7 um den Verbindungsstift 4 gekippt, bis der Querbolzen 5 auf den beiden Schrägkanten 9 aufliegt Nach dem Loslassen des Anschlußzapfens 6 wird durch die Druckfeder 8 auf den Anschlußzapfen 6 eine radial nach außen gerichtete Kraft ausgeübt, wobei der Querbolzen 5 gegen die Scheitel der Haken 2a anliegt Zum Abwerfen des Rotorblattes 7 beim Auftreffen auf ein Hindernis muß lediglich die gegenüber der Fliehkraft geringe Kraft der Druckfeder 8 überwunden werden, damit der Querbolzen 5 außer Eingriff mit den Haken 2a gelangen kann.The inside end of the connecting pin 6 is held on an engaging element extending between the hooks 2a with respect to the transverse bolt 5 so to speak without tilting. For this purpose, in the embodiment of FIG. 1, the engagement element is designed in the form of a connecting pin 4 running between the two hooks 2a, and the radially inner end face of the connecting pin 6 has a mouth slot 10 which is aligned with the connecting pin 4 and intended to receive it. The connecting pin 4 and the mouth slot 10 run parallel-Ie! to the cross bolt 5. The inside width of the mouth slot 10 is preferably greater than the diameter of the connecting pin 4. If the inside diameter of the mouth slot 10 is about 8 mm, the diameter of the connecting pin 4 is selected to be 5 mm according to a tried and tested embodiment. A compression spring 8, which is pretensioned radially to the rotor head or to the spacer block 3 against the connecting pin 4, is held in the mouth slot 10.
To mount the rotor blade 7 on the rotor head, the mouth slot 10 is brought into engagement with the connecting pin 4 in a more upwardly angled or almost vertical position of the rotor blade 7, whereby by pressing on the connecting pin 6, the connecting pin 4 against the force of the compression spring 8 in the The mouth slot 10 is moved into it. While maintaining the force exerted on the connecting pin 6, the rotor blade 7 is then tilted around the connecting pin 4 until the cross bolt 5 rests on the two inclined edges 9 Force exerted, the cross pin 5 resting against the apex of the hook 2a. To throw the rotor blade 7 when it hits an obstacle, only the force of the compression spring 8, which is small compared to the centrifugal force, has to be overcome so that the cross pin 5 can disengage from the hook 2a .

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig.2 sind gleiehe Bauelemente wie in F i g. 1 mit gleichen Bezugsziffern, lediglich funktionsgleiche Bauelemente hingegen zusätzlich mit Indexstrich versehen. Gemäß F i g. 2 verläuft von der radial inneren Stirnfläche des An-In the embodiment of Figure 2 are the same Components as in FIG. 1 with the same reference numerals, however, only functionally identical components additionally provided with an index line. According to FIG. 2 runs from the radially inner end face of the

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schlußzapfens 6' radial zum Rotorkopf bzw. dem Distanzklotz 3' eine Blattfeder 11, deren Ebene parallel zu dem Querbolzen 5 verläuft und deren inneres Ende in dem Distanzklotz 3 festgehalten ist. Auf diese Weise wird eine geringfügige Schwenkmöglichkeit des Rotorblattes 7 gemäß dem gekrümmten Doppelpfeil den Querbolzen 5 ermöglicht, wobei die Blaltfe in der einen oder anderen Richtung gemäß den gestrichelten Darstellungen ausgebogen werdenlocking pin 6 'radially to the rotor head or the Spacer block 3 'a leaf spring 11, the plane of which is parallel runs to the cross bolt 5 and the inner end of which is held in the spacer block 3. In this way becomes a slight pivoting possibility of the rotor blade 7 according to the curved double arrow allows the cross bolt 5, the Blaltfe in one direction or the other according to the dashed representations are bent out

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1. Connection fastening device for rotor blades on a rotor head of a small or model helicopter with a connection pin provided on the inner blade end of each rotor blade and with a holder on the rotor head for each connection pin, characterized in that each holder consists of two juxtaposed, fork-like parallel aligned hooks (2a, 2b) with a vertical alignment to the rotor axis, between which the connecting pin (6) can be inserted, that the connecting pin has a transverse bolt (5), one end of which rests against one of the two hooks under centrifugal force, and that the inside end of the connecting pin has a horizontally extending ft / Iaulschlitz (10) which engages with an engaging element (connecting pin 4 or leaf spring 11) of the rotor head extending between ίεη hooks.

2. Device according to claim 1, characterized in that that the open side of the hooks (2a. 26) is pointing upwards

3. Device according to claim 2, characterized in that each hook (2a, 2b) has a sloping edge (9) which is directed towards the hook corner and extends at an acute angle to the plane of rotation of the rotor blades (7).

4. Device according to claim 1 to 3, characterized in that the inside width of the mouth slot (10) is larger than the diameter of the connecting pin (4).

5. Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the connecting pin (4) and the mouth slot (10) run parallel to the cross bolt (5).

6. Device according to one of claims 1 to 5, characterized in that in the mouth slot (10) is held by a compression spring (8) pretensioned radially to the rotor head against the connecting pin (4) is.

7. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the engagement element one from the radially inner end face of the connection pin (6 ') extending radially to the rotor head and there is held a leaf spring (11), the plane of which runs parallel to the transverse bolt (5).

8. Device according to claim 1, characterized in that the hooks (2a, 2b) are designed as stamped sheet metal parts.

9. Device according to claim 8, characterized in that when used on two-leaf Roitoren at the ends of two stamped sheet metal parts (2) a hook (2a. 2b) is formed and that the middle portion of each stamped sheet metal part (2) is attached to the rotor head .