DE2643166C2 - - Google Patents
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
- B64C27/00—Rotorcraft; Rotors peculiar thereto
- B64C27/32—Rotors
- B64C27/35—Rotors having elastomeric joints
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
- B64C27/00—Rotorcraft; Rotors peculiar thereto
- B64C27/32—Rotors
- B64C27/46—Blades
- B64C27/473—Constructional features
- B64C27/48—Root attachment to rotor head
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
- F16F1/00—Springs
- F16F1/36—Springs made of rubber or other material having high internal friction, e.g. thermoplastic elastomers
- F16F1/38—Springs made of rubber or other material having high internal friction, e.g. thermoplastic elastomers with a sleeve of elastic material between a rigid outer sleeve and a rigid inner sleeve or pin, i.e. bushing-type
- F16F1/393—Springs made of rubber or other material having high internal friction, e.g. thermoplastic elastomers with a sleeve of elastic material between a rigid outer sleeve and a rigid inner sleeve or pin, i.e. bushing-type with spherical or conical sleeves
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
- F16F1/00—Springs
- F16F1/36—Springs made of rubber or other material having high internal friction, e.g. thermoplastic elastomers
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Description
Die Erfindung betrifft ein elastomeres Lager der im Oberbe
griff der Patentansprüche 1 und 2 angegebenen Art.
Ältere elastomere Lager, welche in Hubschrauberrotoren be
nutzt werden, waren auf dem Fachgebiet unbekannten Belastun
gen und Bewegungen ausgesetzt, und es stellte sich heraus,
daß elastomere Lager in einem Hubschrauberrotor nicht die
lange Lebensdauer hatten, die man sich erwartet hatte. Un
tersuchungen dieses Problems ließen erkennen, daß diese älte
ren elastomeren Lager in Hubschrauberrotoren infolge Biege
und Ringspannungen in den aus Metall bestehenden starren
Scheiben, die zu deren Bruch geführt haben, versagt haben.
Weitere Untersuchungen haben ergeben, daß überraschenderweise
diese überhöhten Belastungen in den starren Scheiben durch
exzentrische Momente bedingt waren, welche auf die Scheiben
ausgeübt wurden. Es hat sich dabei herausgestellt, daß diese
auf die Scheiben wirkenden Momente verursacht wurden, weil die
auf sämtliche Scheiben wirkenden Kraftvektoren nicht mitein
ander ausgerichtet waren, da der das Lager belastende Kraft
vektor und der Reaktionsvektor nicht miteinander ausgerich
tet waren. Dieses Problem und seine Auswirkungen wurden in
der einschlägigen Industrie nicht erkannt, bis sie durch unse
re Untersuchungen festgestellt wurden, und dementsprechend
sind auch im Stand der Technik keine Vorschläge zur Lösung die
ses Problems zu finden.
Bei einem bekannten elastomeren Lager der im Oberbegriff der
Patentansprüche 1 und 2 angegebenen Art (US-PS 37 59 631 oder
FR-PS 9 34 336) treten die vorgenannten Probleme ebenfalls auf.
Man hat auch bei diesem bekannten elastomeren Lager das Prob
lem der starken Biege- und Ringspannungen in den Scheiben nicht
erkannt. Darüber hinaus sind die Scheiben des zylindrischen
Lagers flach. Ein zylindrisches elastomeres Lager mit flachen
Scheiben hat aber eine äußerst geringe seitliche Stabilität,
d. h. in radialer Richtung, und kann nur benutzt werden, wenn
die Scheiben innen und außen abgestützt werden.
Aufgabe der Erfindung ist es, bei einem elastomeren Lager der
im Oberbegriff der Patentansprüche 1 und 2 angegebenen Art die
auf die starren Scheiben einwirkenden Momente zu beseitigen
und gleichzeitig auf einfache Weise seitliche Stabilität zu er
zielen.
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden
Teil der Patentansprüche 1 und 2 angegebenen Merkmale bei einem
sphärisch bzw. zylindrisch ausgebildeten elastomeren Lager ge
löst.
Durch diese Merkmale werden die unerwünschten Momente in den
starren Scheiben vermieden, die im Stand der Technik zum vor
zeitigen Bruch derselben geführt haben und dann auftreten,
wenn der Kraftvektor und der Reaktionsvektor an
jeder Scheibe nicht an einer gemeinsamen Stelle angreifen.
Bei dem zylindrisch ausgebildeten elastomeren Lager nach der
Erfindung fallen an jeder Scheibe der Kraftvektor und der
Reaktionsvektor mit ihren Wirkungslinien zusammen, wodurch
die unerwünschten Momente an den Scheiben vermieden werden,
und gleichzeitig wird die erwünschte seitliche Stabilität des
Lagers sichergestellt. Das wird dadurch erreicht, daß jede
Scheibe einen flachen äußeren Bereich und einen flachen inneren
Bereich und dazwischen eine kuppelförmige Versetzung aufweist.
Das erfindungsgemäße Lager nach den Ansprüchen 1 und 2 kann
auch kombiniert eingesetzt werden, d. h. sphärisches elastomeres
Lager und zylindrisches elastomers Lager in Serie angeordnet.
In diesem Fall überträgt das zylindrische Lager die gesamte
Blattzentrifugalbelastung und nimmt einen Teil der Blattwinkel
verstellbewegung in bezug auf den Rotorkopf auf, und das sphä
rische Lager nimmt ebenfalls die Blattzentrifugalbelastung
auf, trägt zur Aufnahme der Blattwinkelverstellbewegung bei und
nimmt dabei auch noch die Blattschlag- und Schwenkbewegungen in
bezug auf den Rotorkopf auf, wobei die seitliche Stabilität des
zylindrischen Lagers und des sphärischen Lagers gewährleistet
sind und auch die Momente in den Scheiben des zylindrischen
Lagers und des sphärischen Lagers beseitigt sind.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden unter Be
zugnahme auf die Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigt
Fig. 1 eine Schnittdarstellung eines Teils
eines Hubschrauber-Rotorkopfes mit
einem Hubschrauber-Rotorblatt, das
am Rotorkopf mittels eines sphä
rischen und eines zylindrischen
elastomeren Lagers nach der Erfin
dung angelenkt ist,
Fig. 2 einen Schnittansicht eines bekannten
sphärischen elastomeren Lagers zur
Darstellung des in einem solchen
Lager auftretenden Moments,
Fig. 3 eine Schnittansicht eines bekannten
zylindrischen elastomeren Lagers
zur Darstellung des in einem solchen
Lager auftretenden Moments,
Fig. 4a eine Darstellung der auf die starre
Scheibe eines elastomeren Lagers wir
kenden unausgeglichenen Belastung,
durch die das Spannungen in der Schei
be hervorrufende Moment entsteht,
Fig. 4b eine ähnliche Darstellung wie in Fig.
4a, wobei jedoch die starre Scheibe
zur Beseitigung des diese belastenden
Moments durch ausgeglichene Kräfte
belastet ist,
Fig. 5a eine Darstellung eines sphärischen
elastomeren Lagers nach der Erfindung,
Fig. 5b in einer ähnlichen Darstellung wie in
Fig. 5a ein sphärisches elastomeres
Lager, bei welchem die Merkmale der
Erfindung nicht vorgesehen sind und
die Angriffspunkte der durch den re
sultierenden Gesamtkraftvektor an
den Scheiben angreifenden Kräfte nicht
auf einer durch den Mittelpunkt des
Lagers verlaufenden Geraden liegen,
und
Fig. 6 eine Schnittansicht des zylindrischen
elastomeren Lagers nach der Erfindung.
In Fig. 1 ist ein sphärisch und zylindrisch ausgebildetes elastomeres Lager 10 dargestellt, welches zum
Anlenken eines Rotorblattes 16 eines Hubschraubers an einem Rotor
kopf dient, damit es mit demselben in üblicher Weise um eine Dreh
achse umlaufen kann. Der Rotorkopf 13 hat eine Hülse 12, die sich
im wesentlichen radial von der Drehachse erstreckt und das
Lager 10 umhüllt. Eine Welle 14 ragt in die Hülse 12 und ist
am Rotorblatt 16 angeformt oder in üblicher Weise an demselben
befestigt. Eine Mutter 18 ist auf die Welle 14 aufgeschraubt
und dient zusammen mit dem elastomeren Lager 10 zum Einstellen
und Tragen des Rotorblattes 16 über den Rotorkopf 13. Das elastomere
Lager 10 hat ein zylindrisches elastomeres
Lager 20 und ein sphärisches elastomeres Lager 22, die
in Reihe angeordnet sind. Das Rotorblatt 16 ist um einen
Mittelpunkt 24 schwenkbar. Das sphärische Lager 22 ist
zu dem Mittelpunkt 24 konzentrisch. Das Rotorblatt 16 kann auch
Blattwinkelverstellbewegungen in bezug auf den Rotorkopf 13 ausführen,
da die Blattwinkelverstellachse 26 durch den Mittelpunkt 24 ver
läuft. Das Rotorblatt 16 kann Schlagbewegungen in bezug auf den
Rotorkopf 13 um eine Blattschlagachse ausführen, die senkrecht zur
Zeichenebene durch den Mittelpunkt 24 verläuft, und außerdem
sind Blattschwenkbewegungen um die Blattschwenkachse 28 möglich.
Das sphärische Lager 22 hat einen inneren Ring 36 mit einer
sphärischen Fläche 25, einen äußeren Ring 38 mit einer sphärischen
Fläche 27, sowie abwechselnd angeordnete, miteinander verklebte
Schichten und Scheiben aus gummiartigem Werkstoff bzw. nicht dehnbarem Werkstoff.
Die Endschichten aus gummi
artigem Werkstoff sind mit den Flächen 25, 27 der Ringe 36 bzw. 38 verklebt.
In Fig. 1 ist das Rotorblatt 16 in seiner neutralen Stellung
dargestellt. Bei der Drehbewegung des Rotorkopfes 13 und des Rotorblattes
16 um die Hubschrauberrotor-Drehachse wird die Zentrifugalkraft des Rotor
blattes 16 durch das elastomere Lager 10 auf die Hülse 12
und den Rotorkopf 13 übertragen. Die Übertragung der Zentri
fugalkraft erfolgt dabei längs einer Geraden 30 in dem zylindrischen Lager 20
und längs einer Geraden 32 in dem sphärischen Lager 22.
Das elastomere Lager 10 hat als Abstandsstück eine Hülse 34
zwischen dem zylindrischen Lager 20 und dem sphärischen Lager 22, an welcher
der innere Ring 36 des sphärischen Lagers 22 angeformt ist. Der
äußere Ring 38 des sphärischen Lagers 22 ist an der Hülse
12 durch Schrauben 40 festgeschraubt. Das zylindrische Lager 20 hat einen
Ring 42 an einem Ende des Stapels und einen Ring 44 am
anderen Ende desselben.
Das zylindrische Lager 20 hat ebenso wie das sphärische Lager 22 einen
Stapel aus abwechselnden Schichten und Scheiben aus gummiartigem
Werkstoff bzw. nicht dehnbarem Werkstoff, wie z. B. Metall oder Kunst
stoff, wobei gummiartige Schichten die Endschichten
des Stapels bilden und mit den Ringen 42, 44 sowie mit den
starren Schichten verklebt sind. Ein elastomeres Lager nutzt
den Vorteil aus, daß dünne Lagen eines gummiartigen Werkstoffes
hohe Druckbelastungen aufnehmen können und einen kleinen Schubmo
dul aufweisen. Dementsprechend wirkt die Rotorblattzentrifugalbelastung,
welche durch das elastomere Lager 10 auf den Rotorkopf 13 übertragen
wird, als Druckbelastung auf das zylindrische Lager 20 und das sphärische
Lager 22. Durch die Eigenschaften, daß gummiartiger Werkstoff
hohen Druckbelastungen widerstehen kann, wird der Mittelpunkt 24
im wesentlichen in unveränderter Stellung gehalten. Den kleinen
Schubmodul des Elastomers benutzt man bei der Ausführungsform
nach Fig. 1 vorteilhaft aus, da die verschiedenen Schichten aus gummi
artigem Werkstoff sich in dem zylindrischen Lager 20 und in dem sphärischen La
ger 22 die gesamte Torsions- oder Drehbewegung teilen, welche
erforderlich ist, damit das Rotorblatt 16 eine Rotation in bezug
auf den Rotorkopf 13 um die Blattwinkelverstellachse 26
ausführen kann. In gleicher Weise wird auch bei einer Schlagbewe
gung des Rotorblattes 16 um die Schlagachse und/oder bei einer
Schwenkbewegung um die Schwenkachse 28 die gesamte Bewegung auf
die gummiartigen Schichten des sphärischen Lagers 22 verteilt, welche
alle einen Teil der gesamten Bewegung aufnehmen.
In Fig. 2 ist ein sphärisches Lager 22 dargestellt.
Die Rotorblattzentrifugalkraft, welche durch das
sphärische Lager 22 auf den Rotorkopf zu übertragen ist, ist als Vektor
CF dargestellt, welcher an der Hülse 34 in dem Mittelpunkt
24 angreift. Der Reaktionsvektor R der Rotorblattzentrifugalkraft,
der dem Vektor CF entgegengesetzt sein muß und gleich groß ist,
kann wie dargestellt angedeutet werden. Der Zentrifugalkraft
vektor CF kann in Kraftvektoren 58 zerlegt werden, die in der darge
stellten Richtung durch den Mittelpunkt 24 verlaufen und auf
jede Scheibe des Lagers 22 längs der Wirkungslinie der Kraftvektoren
58 einwirken. Der Reaktionsvektor R kann in Reaktionsvektoren 60
der Blattzentrifugalbelastung zerlegt werden, welche durch den
Mittelpunkt 24 verlaufen und jede Scheibe des Stapels längs
ihrer angedeuteten Wirkungslinie belasten. Man kann demnach
feststellen, daß in jeder Scheibe wie der dargestellten
metallischen Scheibe 62 der Kraftvektor 58 und
der Reaktionsvektor 60 nicht ausgerichtet sind,
wodurch ein Moment 64 in der Scheibe 62 hervorgerufen wird. Durch
Anwendung der "rechten Handregel" und unter Beachtung, daß jede
Scheibe 62 konzentrisch zur Blattwinkelverstellachse
26 ist, erzeugt das Moment 64 eine tangentiale Belastung in Form
einer Ringspannung an dem äußeren Rand
einer jeden Scheibe. Die Scheibenring
spannung hat sich in älteren elastomeren Lagern als so wesent
lich herausgestellt, daß ein Bruch der metallischen Scheiben
auftrat und dadurch das elastomere Lager frühzeitig ausfiel.
Fig. 3 zeigt ein bekanntes zylindrisches Lager, welches
anstelle des zylindrischen Lagers 20 nach Fig. 1 verwendet werden könnte
und zwischen den Ringen 66 und 68 einen Stapel
aufweist, der abwechselnd aus Schichten 70 aus gummiartigem Werk
stoff und metallischen Scheiben 72 zusammengesetzt ist.
Die Schichten 70 und die Scheiben 72 sowie
die entsprechenden Flächen 74 und 76 der Ringe
66 und 68 sind wie dargestellt geformt, um eine seitliche Stabilität
des Stapels zu erhalten, damit der Stapel sich nicht
in bezug auf die Blattwinkelverstellachse 26 aufweiten kann.
Die vom Rotorblatt erzeugte Zentrifugalbelastung CF und
die Reaktionskraft R greifen an gegenüberliegenden Seiten des
Lagers an und können in Kraftvektoren 78 der Blattzentrifugalbelastung
und in Reaktionsvektoren 80 der Reaktionsbelastung aufgeteilt
werden, welche längs der dargestellten Richtungen angrei
fen. Die Vektoren 78 und 80 sind um ein Maß e voneinander ver
setzt und erzeugen dementsprechend ein Moment in jeder elastome
ren Schicht und jeder metallischen Scheibe. Dieses Moment ist nur für die
metallische Scheibe 72 dargestellt. Auch in diesem Falle erzeugt
das Moment eine Ringspannung, wie schon vorher beschrieben wurde,
und dies führt zum frühzeitigen Bruch der metallischen Scheibe
und dementsprechend zum Ausfall des elastomeren Lagers.
In Fig. 3 wird auf jede Lagerscheibe im wesentlichen das gleiche
Moment ausgeübt, da das Maß e konstant bleibt, bei der Lagerbau
art nach Fig. 2 nimmt aber die Entfernung zwischen den Vekto
ren 60 und 58 mit größer werdendem Abstand von dem Mittelpunkt
24 zu, weshalb das auf die Scheiben ausgeübte Moment
bei dieser Ausführungsform auch mit größer werdendem radialen
Abstand von dem Mittelpunkt 24 zunimmt.
Zur Untersuchung der Bedeutung des soeben beschriebenen Moments
haben wir die Belastung untersucht, welche auf jede Scheibe
des elastomeren Lagers übertragen wird, durch Summierung der
hydrostatischen Druckverteilung, welche durch jede Schicht aus gummi
artigem Werkstoff auf jede Lagerscheibe übertragen wird, wodurch
wir einen Gesamtvektor erhalten haben, der die Angriffsstelle, die
Größe und die Richtung der auf jede Scheibe wirkenden Gesamt
belastung darstellt.
Fig. 4a ist ein Beispiel für eine ungleichmäßige Belastung
der metallischen Scheiben 62 durch die Schichten aus elastomerem
Werkstoff auf beiden Seiten der Scheibe 62. Dabei wirkt
eine ungleichmäßige Druckverteilung 82 gegen die obere Fläche 84
der Scheibe 62 und eine ungleichmäßige Druckverteilung 86 wirkt
gegen die untere Fläche 88. Die Druckverteilungen 82 und 86 können
zu einem resultierenden Gesamtvektor 90 bzw. 92 summiert werden,
welche auf die Flächen 84 bzw. 88 wirken und dadurch ein Moment 64
erzeugen.
In Fig. 4b wirkt eine symmetrische Druckverteilung 94 und
96 auf die obere und die untere Fläche 84 und 86 der metallischen
Scheibe 62, und dabei wird die Scheibe 62 durch miteinander aus
gerichtete, summierte resultierende Vektoren 98 und 100 an einer Angriffs
stelle 102 belastet. Die resultierenden Vektoren 98
und 100 heben sich gegenseitig auf, und die Scheibe 62 ist im
Gleichgewicht, da keine unausgeglichene Kraft auf die Scheibe 62
wirkt. Die Scheibe 62 wird lediglich durch eine Kompressionskraft
belastet, und es treten keine Biegespannungen auf.
Zur Erläuterung der Belastungsvektoren bei dem sphärischen Lager
22 nach Fig. 1 wird nun auf
Fig. 5 Bezug genommen, wobei die abwechselnd angeordneten elastome
ren Schichten a und metallischen Scheiben b zwischen einem inneren Ring
36 und einem äußeren Ring 38 angeordnet sind. Eine Summierung
der unter der Zentrifugalbelastung auf jede Scheibe wirkenden
Druckverteilung ergibt, daß der resultierende Vektor an jeder
Scheibe an der Stelle d angreift. Es ist ersichtlich, daß die
Stellen d aller Angriffspunkte auf einer Geraden liegen, die durch
den Mittelpunkt 24 verläuft. Deshalb werden die exzentrischen
Momente, welche die vorher beschriebenen Biegebelastungen und Spannun
gen der Scheibe hervorrufen, wodurch ein frühzeitiger Bruch be
dingt ist, vermieden. Falls man eine ähnliche Untersuchung durch
führt für ein sphärisches elastomeres Lager, wie es z. B. in
Fig. 5b dargestellt ist, welches die Merkmale der Erfindung
nicht aufweist, so ergibt sich, daß die Lage aller Punkte c, die
die Angriffsstelle des resultierenden Kraftvektors an der Schei
be darstellen, auf einer Geraden liegen, die nicht durch den Mittel
punkt 24 verläuft. Dementsprechend ist die Belastungsübertragung
zwischen benachbarten Scheiben exzentrisch und die nachteiligen
Wirkungen der dadurch bedingten Belastungsmomente treten auf, wie es
oben erläutert wurde. In einem sphärischen Lager entspre
chend Fig. 5a liegen die Punkte d vorzugsweise längs der Geraden
32 wie die Zentrifugalbelastung, und dieser Zustand tritt auf, wenn
der infolge der Zentrifugalkraft angreifende Kraftvektor 58 und der
Reaktionsvektor 60 der Blattzentrifugalkraft ebenfalls ausgerichtet
sind und längs der Geraden 32 wie die Zentrifugalbelastung verlaufen.
Wenn man bei einem elastomeren Lager der Bauart nach Fig. 5b
feststellen würde, daß die Belastungsvektoren tatsächlich an
nicht ausgerichteten Punkten c angreifen würden, so würde man die
Form der Scheiben und/oder der Ringe verändern, bis die
Vektoren schließlich an den Stellen c angreifen zwecks Vermeidung
der unerwünschten Momente in den Scheiben. Zu diesem Zweck
wird entweder der äußere Ring 38 im Uhrzeigersinn oder der
innere Ring 36 im Gegenuhrzeigersinn verstellt oder es werden
beide Ringe gleichzeitig verstellt.
Zum Vermeiden der die Scheiben belastenden Momente in einem zylindrischen
Lager 20 entsprechend Fig. 3 wird nun auf Fig. 6
Bezug genommen, in welcher die bevorzugte Ausführungsform
des zylindrischen Lagers 20 dargestellt ist. Das zylindrische Lager 20 ist
konzentrisch um die Blattwinkelverstellachse 26, wenn sich das Rotorblatt in seiner
neutralen Stellung befindet, und das zylindrische Lager 20 ist immer
konzentrisch um diese Achse, da es nicht zur Aufnahme von
Blattschlag- und Schwenkbewegungen beiträgt,
sondern lediglich zusammen mit dem sphärischen Lager 22 die Blatt
winkelverstellbewegung aufnimmt und auch zur Übertragung der Rotor
blattzentrifugalbelastung auf den Rotorkopf dient.
Das zylindrische Lager 20 hat Endringe 42 und 44 mit wie dargestellt geformten
Flächen 106 und 108, zwischen welchen ein Stapel ange
ordnet ist, der sich abwechselnd aus gummiartigen Schichten 110
und starren metallischen Scheiben 112 zusammensetzt. Der gummiartige Werk
stoff der Schichten 110 ist an den Flächen 106 und 108 und an den
Flächen der metallischen Scheiben 112 festgeklebt. Wenn die
summierten resultierenden Vektoren f für jede Scheibe längs der
Zentrifugalkraftübertragungsgeraden 30 ausgerichtet sind, wobei dann
auch der Kraftvektor 114 der Blattzentrifugalkraft und der Reaktions
vektor 116 der Blattzentrifugalkraft miteinander ausgerichtet
sind, treten in dem Lager 20 die unerwünschten, mit Bezug
auf Fig. 3 erwähnten, auf die Scheiben 112 wirkenden Momente
nicht auf. Dies ist dann der Fall, wenn die Schichten 110 und die Scheiben
112 derart angeordnet sind, daß ihre geometrischen Zentren sich
auf der Geraden 30 befinden und konzentrisch zu der Achse 26
sind. Wenn das Lager 20 derart ausgebildet wäre, daß der Kraft
vektor 114 und der Reaktionsvektor 116 aus den in Fig. 6 darge
stellten Lagen nach oben oder nach unten verstellt wären, so würden
die vorher in Verbindung mit Fig. 3 erwähnten Momente auftreten,
somit wäre dann auch die Ausrichtung der summierten resultierenden
Vektoren längs der Geraden 30 nicht gegeben, und die Stabilität
des Stapels wäre nicht ausreichend.
Um eine seitliche Stabilität um die Blattwinkelverstellachse
26 des Stapels des zylindrischen Lagers 20 zu erreichen, haben
die Schichten 110 und die Scheiben 112 und die Flächen 106 und 108 einen flachen
Bereich 118 in der Nähe ihres äußeren Umfangs und einen flachen
Bereich 120 in der Nähe ihres inneren Umfangs. Diese Bereiche
sind durch einen kuppelförmigen Abschnitt 122 miteinander verbunden.
Der kuppelförmige Abschnitt 122 ist konzentrisch um die
Zentrifugalkraftangriffsgerade 30 und längs der Geraden 30 um
das Maß g in bezug auf die flachen Bereiche 118 und 120 versetzt.
Die seitliche Stabilität des sphärischen Lagers 22 erhält man da
durch, daß der maximale Durchmesser des sphärischen Lagers 22
um die Blattwinkelverstellachse 26 groß ist im Vergleich zu der
Höhe oder Abmessung des sphärischen Lagers 22 längs der Blatt
winkelverstellachse 26.
Das elastomere Lager 10 ist in Fig. 1 in seiner neutralen Stellung
dargestellt. In dieser Stellung des zylindrischen Lagers 20 und des sphäri
schen Lagers 22 ergibt sich die größt mögliche Herabsetzung der
die Scheiben belastenden Momente. Wenn das Rotorblatt aus
gehend von dieser Stellung im Betrieb des Rotors eine
Schlagbewegung oder eine Schwenkbewegung ausführt, treten Momente
in den Scheiben des sphärischen Lagers 22 auf. Diese Momente
bleiben dabei verhältnismäßig klein, da sie in Neutralstellung
des Rotorblattes, die in Fig. 1 dargestellt ist, vollständig
ausgeschaltet sind. Da das zylindrische Lager 20 bei Schlagbewegungen und
Schwenkbewegungen des Rotors sich nicht mit dem sphärischen Lager
22 verstellt, treten dabei in diesem Lager auch keine die
Scheiben belastenden Momente auf.
In besonderen Ausführungsbeispielen kann das Lager derart ausge
legt werden, daß keine Momente in den Scheiben auftreten, wenn
sich das Rotorblatt in einer bestimmten Position in bezug auf den
Rotorkopf befindet, z. B. bei maximaler Schwenkbewegung der Rotor
blätter. In allen anderen Rotorblattstellungen treten dann mini
male Scheibenmomente auf, und auch in der Neutralstellung nach
Fig. 1 sind die Scheibenmomente sehr wahrscheinlich nicht aus
geschaltet.
Claims (2)
1. Elastomeres Lager für die Anlenkung eines Hubschrauber-
Rotorblattes an einem Hubschrauber-Rotorkopf, mit einem
äußeren Ring, mit einem inneren Ring und mit einem zwischen
den Ringen angeordneten Stapel aus abwechselnden Schichten
von gummiartigem Werkstoff und mit diesem verklebten starren
Scheiben, dadurch gekennzeichnet, daß es um einen Mittel
punkt (24) sphärisch ausgebildet ist, wie an sich bekannt,
und daß die Schichten (a) aus gummiartigem Werkstoff und
die starren Scheiben (b) derart angeordnet sind, daß an
jeder Scheibe (b) der angreifende Kraftvektor (58) und der
Reaktionsvektor (60) an einer gemeinsamen Stelle (102) an
greifen und daß diese Angriffsstellen (102) sämtlicher
Scheiben (b) auf einer Geraden (32) liegen, die bei
wenigstens einer Rotorblattstellung um die Schwenkachse
und/oder die Schlagachse durch den Lagermittelpunkt (24)
verläuft.
2. Elastomeres Lager für die Anlenkung eines Hubschrauber-
Rotorblattes an einem Hubschrauber-Rotorkopf, mit einem
äußeren Ring, mit einem inneren Ring und mit einem zwischen
den Ringen angeordneten Stapel aus abwechselnden Schichten
von gummiartigem Werkstoff und mit diesem verklebten starren
Scheiben, dadurch gekennzeichnet, daß es zylindrisch ausge
bildet ist, wie an sich bekannt, daß die starren Scheiben
(112) an ihrem inneren und äußeren Rand flach sind und da
zwischen eine axiale Versetzung aufweisen, wie ebenfalls
an sich bekannt, und daß der innere und äußere Rand
jeder Scheibe (112) koplanar sind und die Versetzung kuppel
förmig gewölbt ist.
Applications Claiming Priority (2)
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