DE2541726A1

DE2541726A1 - Getriebe fuer den hauptrotor eines hubschraubers mit auswechselbarer freilaufkupplung

Info

Publication number: DE2541726A1
Application number: DE19752541726
Authority: DE
Inventors: Ray Dennis Leoni; Robert Arthur Stone
Original assignee: United Technologies Corp
Current assignee: Raytheon Technologies Corp
Priority date: 1974-10-15
Filing date: 1975-09-18
Publication date: 1976-04-29
Also published as: IT1043367B; JPS5844520B2; DE2541726C2; FR2288032A1; CA1008434A; US3942387A; JPS5164299A; EG11908A; BR7506593A; GB1521054A; IL48170A0; FR2288032B1; AU8505275A; IL48170A

Description

GETRIEBE FÜR DEN HAUPTROTOR EINES HUBSCHRAUBERS MIT AUSWECHSELBARER FREILAUFKUPPLUNG.

Die Erfindung bezieht sich auf Hubschrauber und insbesondere auf
iein Getriebe zur Uebertragung der Antriebsleitung von der
j Ausgangswelle eines Triebwerkes auf die winklich dazu ange-

ι ι

'ordnete Antriebswelle eines Hubschrauberhauptrotors. Ein solches

;Getriebe zur Leistungsübertragung besteht üblicherweise aus einem ^:

j Winkelgetriebekasten, in welchem ineinandergreifende Kegelräder \

in Lagern abgestützt sind, welche in dem Getriebskasten eingebaut ,

sind. Eine Freilaufkupplung ist dem Getriebezugeordnet und liegt \

\entweder ausserhalb oder innerhalb des Getriebkastens damit der ,

Rotor während dem Flug in Autorotation unabhängig vom Motor '

weiterdrehen kann, falls derselbe zum Stillstand gebracht wird oder

sehr langsam dreht. j

i Vor dieser Erfindung waren alle Bauteile des Getriebes in einem j !einzigen Getriebkasten angeordnet, wobei es dann sehr schwierig
joder unmöglich war die einzelnen Bauteile des Getriebes zu warten.

ι ί

I Insofern einzelne Bauteile des Getriebes ausgebaut werden konnten,
[war dies jedoch nur durch vorheriges Ausbauen anderer Bauteile j ides Getriebes möglich, die dann beim Einbau wieder äusserst j !genau einzustellen waren.

: Die Aufgabe der Erfindung liegt darin ein verbessertes Winkelge-

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j triebe für den Hauptrotorantrieb eines Hubschraubers zu schaffen,

I wobei in einem einzigen Getriebekasten verschiedene Einheiten I vorgesehen sind fir die verschiedenen Zwecke der eingangsseitigen Leistungsübertragung.

Die Erfindung schafft ein Winkelgetriebe wobei eine Eingangswelle, eine Äusgangswelle und eine Freilaufkupplung alle unabhängig voneinander in dem Getriebekasten abgestützt sind und wobei die Freilaufkupplung für Wartungszwecke ausgebaut werden kann ohne die Eingangswelle und die Ausgangswelle mit ihren zugeordneten Bauteilen zu stören.

j Desweiteren schafft die Erfindung eine innerhalb eines Getriebe-Ikastens vorgesehene Freilaufkupplung, welche auszubauen und !wieder einzubauen ist ohne den kritischen Eingriff und die Ausrichtung der Hochgeschwindigkeitkegelräder der Eingangswelle j und der Ausgangswelle zu verändern.

Schliesslich schafft die Erfindung eine ausbaubare Freilaufkupplung, welche innerhalb eines Getriebekastens vorgesehen ist j und im wesentlichen aus einer Drehmomentübertragungsvorrichtung !besteht, die sehr einfach in'Axialrichtung einzubauen und in '. ähnlicher Weise wieder auszubauen ist.

Insbesondere schafft die Erfindung einen verbesserten und ■ kompakteren Eingangsabschnitt für ein Winkelgetriebekasten im ;Antrieb des Hauptrotors eines Hubschraubers wobei eine Eingangs- \welle und eine Äusgangswelle in Lagern abgestützt sind, die im Getriebekasten eingebaut sind und wobei die Eingangswelle ein Kegelradritzel trägt, das mit einem Kegelrad der Ausgangswelle in Eingriff ist. Om einen kompakten Eingangsabschnitt zu !erreichen, ist die Äusgangswelle an einem Ende erweitert und !bildet eine Kammer, in welcher die Freilaufkupplung angeordnet jist. Die Freilaufkupplung ist eine in einer Richtung wirksame Drehmomentübertragungsvorrichtung, welche einfach aus der Kammer der Welle durch eine Zugangsoffnung in dem Getriebekasten zu !entfernen ist. Die Freilaufkupplung ist einfach wieder in die I Kammer einzubauen zur Vervollständigung des Antriebes zur Leisitungsübertragung durch Verbindung des Eingangs- und des Äusgangsiteiles der Freilaufkupplung mit der Ausgangswelle bzw. einer

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Drehmomentwelle.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt-und wird im folgenden ausführlicher beschrieben, es zeigen:

Fig.l eine Schnittansicht des Eingangsbereiches des Winkelgetriebekastens entsprechend der Erfindung.

Fig. 2 eine Schnittansicht in kleinerem Masstab wobei die Freilaufkupplung aus dem Getriebekasten herausgezogen dargestellt ist.

Der verbesserte Winkelgetriebekasten nach den Fig. 1 und 2 der Zeichnungen hat ein Motortraggehäuse 10 an welchem der Eingangsabschnitt, insgesamt mit A bezeichnet, des Getriebekastens befestigt ist. Der Motor, lediglich die Welle 11 desselben ist dargestellt, treibt eine Eingangswelle 12 an, die in Lagern 14 und 16 der Einheit B gelagert ist. Die Welle 12 trägt ein Kegelradritzel 18 zwischen den Lagern 14 und 16. Die Eingangsj einheit B ist lösbar am Traggehäuse 10 und am Abschnitt A des ! Getriebekastens mittels Schrauben 20 befestigt und kann vom iGetriebekasten gelost werden ohne Beeinflussung der Antriebswelle 12. und den zugeordneten Lagern.

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Ein Tragstück 23 der Eingangseinheit ist ebenfalls mittels den j

!Schrauben 20 am Mittelgehäuse 22 der Eingangseinheit befestigt. !

Das Mittelgehäuse 22 ist desweiteren amAussenflansch des Ueber- j

gangsgehäuses 26 mittels Schrauben 24 befestigt. Das Uebergangs- j

■ gehäuse 26 verbindet die Eingangseinheit mit dem Hauptgetriebe- ;

kasten 28 mittels Schrauben 25. Das Haupttransmissionsgetriebe j

j 28 enthält weitere üntersetzungsstufen sowie Tragteile (nicht j dargestellt) für den Hauptrotor des Hubschraubers.

Eine Antriebswelle 32 ist in einem Winkel zu der Antriebswelle 12 angeordnet. Die Antriebswelle 32 ist in dem üebergangsgehäuse 26 an ihrem inneren Ende mittels Rollenlager 34 und an ihrem !äusseren Ende am Mittelgehäuse 22 mittels eines Lagers 36 gejlagert. Die Abtriebwelle 32 ist rohrförmig und an ihrem äusseren ,Ende erweitert zur Bildung einer axialen Kammer 37. Etwa in der

Mitte des erweiterten Endes trägt die Welle 32 ein Kegelrad 30,

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welches mit dem Kegelradritzel 18 in Angriff 1st»

Eine'Drehmomentwelle 38 verbindet die Ausgangsseite der Freilaufkupplung C mit dem Hauptgetriebe über eine Unter set zungs stufe, welche nicht dargestellt ist. In dieser Weise kanu die Leistung von zwei oder mehreren Eingangseinheiten in dem Hauptgetriebe 28 (nicht dargestellt) zusammengefasst werden zum Antrieb des Hauptrotors des Hubschraubers. Die Drehmomentwelle 38 ragt dementsprechend in die Kammer 37 der Freilaufkupplung und greift mit ihrem äusseren Vielkeilprofil 42 in das innere Vielkeilprofil 61 der Freilaufkupplung.

Die Freilaufkupplung C hat eine innere und eine aus sere Hülse 46, 48, die für relative Rotationsbewegung auf zwischen den Hülsen angeordneten Lagern 45 gelagert sind und an ihren inneren Enden über Kupp lungs rollen 50 miteinander verbunden sind. Die Kupp lungs -! rollen 50 wirken mit schrägen Flächen oder Rampen an einer der Hülsen zusammen, um die innere Hülse in einer Bewegungsrichtung anzutreiben, sie gestatten jedoch eine freie Rotation der inneren j Hülse in Bezug auf die äussere Hülse 48 falls der Motor still steht und der Rotor in Autorotation dreht.

!Die innere Hülse 46 trägt ein Lager 52, welches axial mit der j Freilauf kupplung C in Berührung mit der Lagertragfläche 54 der 'Welle 32 gebracht werden kann. Die Hülse 48 hat ein Führungsflansch 56 und ein Antriebsvielkeilprofil 58 (Fig. 2) , die mit einer Bohrung 60 bzw. einem Vielkeilprofil 44 der Welle 32 zusammenwirken. Falls die oben beschriebenen Teile in Eingriff sind, so greift das innere Vielkeilprofil 61 der inneren Hülse 46 in das ₍äussere Vielkeilprofil 42 der Drehmomentwelle 38 und bildet somit eine Verbindung zwischen der Abtriebswelle 32 und der Drehmomentwelle 38 über die Freilaufkupplung.

Die Freilaufkupplung C wird in der Kammer 37 in Betriebsstellung zurückgehalten mittels einer Hülse 62, die bei 64 mit einem Aussengewinde versehen ist und in das äussere Ende der Welle 32 !eingeschraubt ist, die mit Innengewinde 66 versehen ist. Die j Hülse 62 drückt gegen die Hülse 48 der Freilaufkupplung C und j dient als axiales Auflager für dieselbe. Eine Riegelplatte 63 ist ! an der Hülse 62 festgekeilt und zur Feststellung der Hülse 62

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mittels einer Schraube* PR%ä.t der Hülse 48 verbunden. Die Schraube 67 dient ebenfalls zur Befestigung der T nji ι Ii ii twmml 11 ι

Das Antriebskegölrad 68 füir die Zusatzaggregate wird über das Vielkeilprofil 69 ISjgetrieben, das mit der Verkeilung 70 der inneren Hülse 64 auf der Abtriebsseite der Freilaufkupplung in Angriff ist. Das Rad 68 ist mit einem Kegelrad 72 in Eingriff zum Antrieb der Zusatzaggregate, die in dem Gehäuse 64 angeordnet sind, welches am Gehäuse 22 mittels Bolzen (nicht dargestellt) festgeschraubt ist. Das Antriebsrad 68 für die Hilfsaggregate ist an der Freilaufkupplung C mittels einer Mutter 76 befestigt, die auf ein Gewinde 78 der inneren Hülse 46 der Freilaufkupplung C aufgeschraubt ist. Der Getriebekasten A hat eine Öffnung, welche axial mit der Abtriebswelle 32 ausgerichtet ist. Die Öffnung ist durch einen Deckel 80 verschlossen, der am Getriebekasten mittels Schrauben 82 befestigt ist. Die Öffnung hat einen Durchmesser, der wenigstens so gross ist wie der Durchmesser der Kammer 37 damit die Freilaufkupplung C einfach zu losen und aus dem Getriebekasten zu entfernen ist.

j Während dem Betrieb wird die Antriebsleistung von dem Motor über die fläle 12 und das Ritzel 18 auf das Rad 30 und auf die äussere

;Hülse 48 der Freilaufkupplung C durch die Vielkeilprofile 58 und j

44 übertragen. Die Leistungsübertragung erfolgt dann weiter über '■.

■ die festgeklemmfen Rollen 50 der Freilaufkupplung auf die j

innere Hülse 46 dieser Kupplung und schliesslich auf die Dreh- j

¹ momentwelle 38 durch die Vielkeilprofile 61 und 42. ■ |

Falls der Motor abgeschaltet wird und der Rotor in Autorotation dreht so rotiert die innere Hülse 46 der Freilaufkupplung C auf ! iden Lagern 45 relativ zu der mit dem Motor verbundenen Hülse 48. j Die Vielkeilprofile 69 und 7O des Rades 68 für den Antrieb der Hilfsaggregate und der Hülse 46 bewirken dabei einen Antrieb der Hilfsaggregate in diesem Betriebszustand.

j Zum Entfernen und Ersetzen der Freilaufkupplung C sind die ¹ anderen Teile des Getriebes auf der Antriebsseite und/oder der

!Abtriebsseite der Freilaufkupplung C nicht zu entfernen. Die

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Eingangseinheit B mit dem Ritzel 18 und den Lagern 14/ 16 werden deshalb nicht gestört. Ausserdem bleiben das Zahnrad 30, sowie die in dem üebergangsgehause 26 gelagerte Welle 32 und die Drehmomentwelle 38 ebenfalls ungestört. Dies ist sehr wichtig da die Wellen 12 und 32, welche ineinandergreifende Kegelräder und 30 aufweisen die gesamte Antriebsleistung des Hauptrotors mit hoher Geschwindigkeit übertragen und dementsprechend aussergewohnclih hohen seitlichen Schubkräften infolge der sich schneidenden Wellen ausgesetzt sind. Es ist dementsprechend sehr wesentlich, dass die ursprüngliche Einstellung dieser Zahnräder und ihre genaue Lage in Bezug aufeinander für die Wartungszwecke der Freilaufkupplung C nicht gestört wird. Die Freilaufkupplung C erfordert dagegen keinen sehr genauen axialen Einbau in Bezug zu den anderen Teilen des Getriebes da die Elemente der Freilaufkupplung konzentrisch zueinander sind und das Drehmoment durch axiale Vielkei!profile übertragen wird.

In seiner Betriebslage befindet sich die Freilaufkupplung C in der glockenförmigen Kammer der Welle 32 und ist dabei an seinem inneren Ende durch das Lager 52 abgestützt, welches sich in der !Bohrung 54 befindet. Das Lager wird in diese Stellung durch den j Führungsflansch 56 geführt, der zur Einführung des Vielkeiprofiles : 58 in das Vielkeilprofil 44 der Welle 32 beiträgt und schliesslich mit der Bohrung 60 am inneren Ende der Hülse 46 in Berührung gelangt. Das Lager 52 und die Bohrung 54 sowie die ineinandergreifenden Vielkeilprofile können mit einer Gleiipassung versehen ' sein, da die Freilaufkupplung C nur ein Drehmoment überträgt und keinen Äxialbelastungen ausgesetzt ist.

■ Es ist auch möglich eine Freilaufkupplung zu verwenden, wobei [die innere Hülse den Antriebsteil und die äussere Hülse den 'Abtriebsteil bildet. Die Verwendung von inneren oder äusseren Vielkei!profilen 1st fakultativ.

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Claims

Patentansprüche

fl) Getriebe für den Hauptrotor eines Hubschraubers, mit einem Winkelgetriebekasten mit einer in Lagern in dem Getriebekasten gelagerten Antriebswelle, welche ein Kegelradritzel tragt, mit einer winklich zu der Antriebswelle angeordneten Abtriebswelle, die in Lagern des Getriebekastens gelagert ist und ein Kegelrad trägt, das mit dem Ritzel in Eingriff ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Abtriebswelle (32) rohrförmig ausgebildet und an ihrem äusseren Ende glockenförmig erweitert ist zur Bildung einer axialen Kammer (37) mit wesentlichem Durchmesser, wobei der Getriebekasten (A) eine öffnung aufweist, die mit der Kammer der Abtriebewelle ausgerichtet ist, dass eine Drehmomentwelle (38) koaxial in Bezug zu dem inneren Ende der Abtriebswelle angeordnet ist und das äussere Ende der Drehmoment welle in Verbindung mit der Kammer ist, und dass eine Freilaufkupplung (C) in der Kammer angeordnet und durch die öffnung axial aus derselben entfernbar ist.

2. Getriebe nach Anspruch 1, wobei die Freilaufkupplung eine innere und eine äussere konzentrische Hülse aufweist zwischen welchen Kupplungsrollen angeordnet sind, und wobei eine der Hülsen :

;mit Rampen versehen ist, die mit den Rollen zusammenwirken, um die Hülsen miteinander zu verriegeln zwecks gemeinsamer Rotation in einer Drehrichtung ydadurch gekennzeichnet, dass zur Verbindung der einen Hülse (48) mit der Abtriebswelle (32) und der anderen Hülse (46) mit der Drehmomentwelle (38) zusammenwirkende 'Vielkeilprofile (44, 58) an der einen Hülse und der Abtriebswelle sowie zusammenwirkende Vielkeilprofile (42, 61) an der anderen Hülse und der Abtriebswelle vorgesehen sind.

3. Getriebe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Axialkammer (37) eine Tragfläche (54) für ein inneres Lager aufweist, das an der inneren Hülse (46) der Freilaufkupplung (C) vorgesehen ist, und dass ein Führungsflansch (56) in der Nähe des Vielkeilprofiles (58) der äusseren Hülse (48) vorgesehen ist wobei der Führungsflansch an einer Bohrung (60) der Abtriebswelle

(32) anliegt.

J4. Getriebe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel (62, 63, 65, 67).vorgesehen sind,_um die Freilaufkupplung

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(C) lösbar mit der Abtriebswelle (32) gegen axiale Verschiebungen in der Kammer (37) zu verbinden.

5. Getriebe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (62, 63, 65, 67) zur lösbaren Verbindung der Freilauf- j kupplung (C) zur lösbaren Befestigung der äusseren Hülse (48) j am äusseren Ende der Abtriebswelle (32) ausgebildet sind. j

6. Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Abtriebswelle (32) in Lagern (34,36) des Getriebekastens (A) gelagert ist, wobei eines dieser Lager (34) in der Nähe des kleineren inneren Ende der Abtriebswelle angeordnet ist während sich das andere Lager (36) in der Nähe der Öffnung der Kammer (37) befindet.

7. Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnung in dem Getriebekasten (A) einen Durchmesser hat,der wenigstens genau so gross ist wie der Durchmesser der Kammer (37) und dass ein Deckel (80) zum Verschluss der Öffnung vorgesehen ist.

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