DE2643166C2 - - Google Patents

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DE2643166C2
DE2643166C2 DE2643166A DE2643166A DE2643166C2 DE 2643166 C2 DE2643166 C2 DE 2643166C2 DE 2643166 A DE2643166 A DE 2643166A DE 2643166 A DE2643166 A DE 2643166A DE 2643166 C2 DE2643166 C2 DE 2643166C2
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • F16F1/36Springs 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.
DE19762643166 1975-11-03 1976-09-24 Elastomeres lager fuer hubschrauberrotor Granted DE2643166A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US62829575A 1975-11-03 1975-11-03
US05/785,995 US4142833A (en) 1975-11-03 1977-04-08 Elastomeric bearing for helicopter rotor

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE2643166A1 DE2643166A1 (de) 1977-05-12
DE2643166C2 true DE2643166C2 (de) 1988-10-06

Family

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Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19762643166 Granted DE2643166A1 (de) 1975-11-03 1976-09-24 Elastomeres lager fuer hubschrauberrotor

Country Status (11)

Country Link
US (1) US4142833A (de)
JP (1) JPS6018600B2 (de)
BR (1) BR7607140A (de)
CA (1) CA1077453A (de)
CH (1) CH609935A5 (de)
DE (1) DE2643166A1 (de)
FR (1) FR2329510A1 (de)
GB (1) GB1563315A (de)
IL (1) IL50600A (de)
IT (1) IT1068935B (de)
NL (1) NL7610760A (de)

Families Citing this family (50)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4306836A (en) * 1978-05-25 1981-12-22 Kaman Aerospace Corporation Hub assembly
US4235570A (en) * 1978-06-26 1980-11-25 United Technologies Corporation Elastomeric helicopter rotor load reaction system
US4242047A (en) * 1979-05-02 1980-12-30 United Technologies Corporation Adjustable bearing centering means for helicopter rotor elastomeric bearings
US4365936A (en) * 1979-12-06 1982-12-28 Chicago Rawhide Manufacturing Company Laminated elastomeric bearing unit
US4341499A (en) * 1980-03-24 1982-07-27 Barry Wright Corporation Blade retention system
JPS6136819Y2 (de) * 1980-07-23 1986-10-25
US4357057A (en) * 1981-07-27 1982-11-02 Barry Wright Corporation Laminated bearing with improved low temperature operating characteristics
IT1157122B (it) * 1982-12-06 1987-02-11 Agusta Aeronaut Costr Rotore per elicottero
US4601591A (en) * 1984-05-14 1986-07-22 The Garrett Corporation Elastomeric bearing damper apparatus and associated methods
GB2160619B (en) * 1984-06-20 1987-10-14 United Technologies Corp Elastomeric high torque constant velocity joint
US4575358A (en) * 1984-06-20 1986-03-11 United Technologies Corporation Accommodating axial load in an elastomeric high torque, constant velocity joint
US4714450A (en) * 1984-06-20 1987-12-22 United Technologies Corporation Elastomeric high torque, constant velocity joint
US4676669A (en) * 1984-06-20 1987-06-30 United Technologies Corporation Tailoring tilt in an elastomeric high torque, constant velocity joint
US4765758A (en) * 1985-01-07 1988-08-23 Barry Wright Corporation Laminated bearing
DE69115565T2 (de) * 1990-05-30 1996-05-02 United Technologies Corp Verbesserte Nabengelenksverbindung für einen Helikopterrotor mit elastischen Blättern
FR2793521B1 (fr) * 1999-05-10 2005-09-23 Techlam Biellette de commande d'aube a calage variable
NL1014099C2 (nl) * 2000-01-17 2001-07-18 Actuant Corp Hydraulische stuurinrichting voor een vaartuig.
US6413048B1 (en) * 2000-09-29 2002-07-02 The Boeing Company Elastomeric bearing
US6481894B1 (en) 2001-02-23 2002-11-19 Lord Corporation Pitch bearing
DE10116603C1 (de) * 2001-04-03 2002-10-24 Contitech Vibration Control Lager zur begrenzt drehbeweglichen Lagerung von Bauteilen
US7341283B2 (en) * 2004-01-29 2008-03-11 Oil States Industries, Inc. High temperature flexible pipe joint
US7097169B2 (en) * 2004-08-04 2006-08-29 Skf Usa Inc. Elastomeric bearing with modified cylindrical core
CN101506042A (zh) * 2006-08-17 2009-08-12 贝尔直升机泰克斯特龙公司 具有衬垫轴承的旋翼飞行器扭矩耦合件
DE102007016713B4 (de) * 2007-04-04 2011-07-14 Saint-Gobain Performance Plastics Pampus GmbH, 47877 Gelenklager
DE102008049747A1 (de) * 2008-09-30 2010-04-01 Saint-Gobain Performance Plastics Pampus Gmbh Schwingungsdämpfendes Gleitlager-Verbundmaterial und Gleitlagerbuchse und Gleitlageranordnung
US9068621B1 (en) 2010-11-23 2015-06-30 Lord Corporation Rotary wing aircraft bearing for rotary wing aircraft motions
KR101836992B1 (ko) * 2009-11-23 2018-03-09 로오드 코포레이션 로터리 윙 에어크래프트용 일래스토메릭 고 용량 적층식 로터리 윙 에어크래프트 베어링
EP2504230B1 (de) * 2009-11-23 2017-10-11 LORD Corporation Hubschrauberlager zur ermöglichung von hubschrauberbewegungen
EP2694827A2 (de) * 2011-04-07 2014-02-12 Lord Corporation Instrumentierte bewegungssteuerungslager für drehflügler
US9327832B2 (en) * 2011-10-03 2016-05-03 Bell Helicopter Textron Inc. Elastomeric bearing with tapered shims
US9352830B2 (en) * 2012-04-25 2016-05-31 Textron Innovations Inc. Aircraft rotor with discrete flap hinge
FR2993919B1 (fr) * 2012-07-25 2014-07-11 Snecma Helice non carenee a pales a calage variable pour une turbomachine
CN102829079B (zh) * 2012-08-28 2015-07-15 中国航空工业集团公司北京航空材料研究院 一种刚度可匹配橡胶支撑轴承
US9334048B2 (en) 2013-09-18 2016-05-10 Bell Helicopter Textron Inc. Elastomeric bearing having tapered layers
US10214284B2 (en) * 2013-09-30 2019-02-26 Sikorsky Aircraft Corporation Pitch bearing
US9796469B2 (en) * 2014-04-04 2017-10-24 The Boeing Company Modular rotor craft rotor hub system
FR3019869B1 (fr) * 2014-04-09 2016-04-22 Herakles Butee flexible anti-ecrasement
US9347487B2 (en) * 2014-05-30 2016-05-24 Bell Helicopter Textron Inc. Rotorcraft bearing with rotation slip joint
WO2016003815A1 (en) * 2014-06-30 2016-01-07 AOI (Advanced Oilfield Innovations, Inc.) Kerros or layered non-conductive ringed sealing pancake gasket assembly
CA2991032A1 (en) * 2014-06-30 2016-01-07 Ranjit K. Singh Gap-sub and measurement while drilling assemblies using kerros ringed gasket spacers
US10272996B2 (en) 2015-02-05 2019-04-30 Sikorsky Aircraft Corporation Abrasion resistant pivot bearing
CN105757118B (zh) * 2015-12-08 2018-10-02 中国航空工业集团公司北京航空材料研究院 一种抗径向载荷长寿命橡胶支撑轴承
US10344798B2 (en) * 2016-06-01 2019-07-09 The Boeing Company Compact thrust bearing assemblies, mechanical assemblies including compact thrust bearing assemblies, and methods of providing limited rotational motion in a compact thrust bearing assembly
CN108930742A (zh) * 2018-08-15 2018-12-04 株洲时代新材料科技股份有限公司 一种可调节轴向刚度的橡胶垫及刚度调节方法
CN108999905A (zh) * 2018-08-15 2018-12-14 株洲时代新材料科技股份有限公司 一种可调节偏转刚度的橡胶垫及刚度调节方法
CN108930741A (zh) * 2018-08-15 2018-12-04 株洲时代新材料科技股份有限公司 一种可调节刚度的橡胶垫及刚度调节方法
US11415173B2 (en) 2018-10-17 2022-08-16 Aktiebolaget Skf Elastomeric bearing having reduced-weight end cap
US11913496B2 (en) 2018-10-17 2024-02-27 Aktiebolaget Skf Elastomeric bearing having carbon-fiber reinforced laminae
CN109209683A (zh) * 2018-11-01 2019-01-15 内蒙古工业大学 固体火箭发动机喷管双柔性接头结构设计
WO2023027908A1 (en) * 2021-08-24 2023-03-02 Overair, Inc. Proprotor blade retention system

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB497790A (en) * 1936-09-19 1938-12-22 Max Goldschmidt Improvements in or relating to resilient suspension devices
FR934336A (fr) * 1946-09-25 1948-05-19 Const Aeronautiques Du Ct Soc Perfectionnements apportés aux articulations des pales des voilures sustentatrices tournantes et des hélices propulsives d'aéronefs
GB823521A (en) * 1954-06-15 1959-11-11 Moulton Development Ltd Improvements in and relating to vehicle suspensions
US3083065A (en) * 1959-08-10 1963-03-26 William L Hinks Static load bearing having preformed lateral support features
US3228673A (en) * 1963-08-26 1966-01-11 William L Hinks Laterally supported static load bearing
FR1471622A (fr) * 1966-03-17 1967-03-03 Lord Corp Joint d'articulation et son application à un rotor d'hélicoptère
US3700352A (en) * 1971-03-05 1972-10-24 Lord Corp Rotor system
US3679197A (en) * 1971-05-27 1972-07-25 Lord Corp Compressive load carrying bearings
US3759631A (en) * 1972-07-05 1973-09-18 United Aircraft Corp Compound bearing for connecting a helicopter blade to a helicopter rotor
US3807896A (en) * 1972-10-10 1974-04-30 Textron Inc Concentric tube spring rotor mount
US3862812A (en) * 1973-07-18 1975-01-28 Lord Corp Rotor blade retention system
US3941433A (en) * 1975-05-05 1976-03-02 Thiokol Corporation Flexible bearing having low torque resistance
US4040690A (en) * 1975-11-17 1977-08-09 Lord Corporation Laminated bearing

Also Published As

Publication number Publication date
CA1077453A (en) 1980-05-13
GB1563315A (en) 1980-03-26
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FR2329510B1 (de) 1982-12-31
BR7607140A (pt) 1977-09-13
FR2329510A1 (fr) 1977-05-27
IT1068935B (it) 1985-03-21
JPS5257700A (en) 1977-05-12
DE2643166A1 (de) 1977-05-12
CH609935A5 (de) 1979-03-30
US4142833A (en) 1979-03-06
NL7610760A (nl) 1977-05-05
IL50600A (en) 1981-01-30

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