DE2753305C3

DE2753305C3 - Vierblattrotor, insbesondere fur Drehflügelflugzeuge

Info

Publication number: DE2753305C3
Application number: DE2753305A
Authority: DE
Inventors: Karlheinz 8012 Ottobrunn Mautz; Alois Dipl.-Ing. 8011 Putzbrunn Schwarz; Michael Dipl.-Ing. 8000 Muenchen Stephan
Original assignee: Messerschmitt Bolkow Blohm AG
Current assignee: Airbus Defence and Space GmbH
Priority date: 1977-11-30
Filing date: 1977-11-30
Publication date: 1980-06-12
Also published as: IT7830136A0; GB2009072B; US4299539A; JPS5486197A; IT1100378B; GB2009072A; FR2410600A1; DE2753305A1; DE2753305B2; FR2410600B1

Description

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Die Erfindung betrifft einen Vierblattrotor gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Bei einem derartigen Rotor gemäß der DE-PS 31 359 ist die das jeweilige Rotorblattpaar verbindende Schlaufe im Rotorkopfzentrum frei durchgehend bo angeordnet, so daß die zyklische Blattwinkelverstellung, bei der also die beiden (einander diametral gegenüberliegenden) Rotorblätter in der gleichen Richtung und um den gleichen Betrag gekippt werden, zu keiner , Verwindung der Schlaufe führen kann und somit nur noch die kollektive Blattwinkelverstellung für deren Torsionsbeanspruchung maßgebend ist. Die Praxis hat allerdings gezeigt, daß man wegen Unwuchten und Vibrationen in Rotorblattachsenrichtung nicht ohne eine zentrale Halterung des Rotorblattpaares am Rotorkopf auskommt. Infolgedessen hat der vorbeschriebene Rotor keine praktische Bedeutung erlangt. Üblicherweise werden bisher die torsionselastischen Verbindungen in Form von Lamellenpaketen ausgebildet, die jeweils eine Rotorblattwurzel mit einem koaxial zur Rotordrehachse am Rotorkopf angeordneten Zentralkörper verbinden, wobei zwangsläufig bei jeder Winkelbewegung des einzelnen Rotorblattes eine Verwindung des zugehörigen Lamellenpaketes bis zum Zentralkörper hin in Kauf zu nehmen ist (DE-PS 21 50 741).

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Vierblattrotor der eingangs genannten Art für die Rotorblattpaare bzw. ihre (Verbindungs-)Schlaufen eine zentrale Halterung im Rotorkopf zu schaffen, ohne auf den freien Durchgang der Schlaufen im Rotorkopfzentrum und somit auf den Vorteil einer verminderten Torsionsbeanspruchung der Schlaufen verzichten zu müssen.

Diese Aufgabe ist gemäß dem Kennzeichen des Patentanspruchs 1 gelöst.

Gemäß der Erfindung wird somit im Grunde durch eine entsprechende Konzeption und Anordnung zweier Zentrierkörper erreicht, daß unter Verwendung zweier torsionsweicher Zugbänder je Schlaufe sich die beiden Schlaufer im Rotorkopf praktisch spielfrei zentrieren lassen, ohne sie in ihrer Bewegungsfreiheit wesentlich einzuschränken. Hierbei kann durch entsprechende Wahl der Länge der Zugbänder ihr statischer Lastanteil an den Blattfliehkräften beliebig gewählt werden. Zu beachten bleibt bloß, daß die Zugbänder im Ruhezustand des Rotors ungespannt, also höchstens ohne Spannung gestreckt sind, weil sie andernfalls die Schlaufen beeinträchtigen würden.

Die in den Unteransprüchen gekennzeichneten — im Rahmen der zusätzlichen Forderung nach geringem baulichen Aufwand ohne Minderung der Betriebszuverlässigkeit — zweckmäßigen Weiterbildungen werden nachfolgend in einem Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert. Die entsprechende Zeichnung zeigt in

Fig. 1 von einem Drehflügelflugzeug mit einem Vierblattrotor in einem vertikalen Längsschnitt den Rotorkopf, wobei nur einer der vier Rotorarme voll dargestellt ist,

F i g. 2 in perspektivischer Darstellung die den beiden Rotorblattpaaren des Vierblattrotors zugeordneten torsionsweichen (Verbindungs-)Schlaufen in ihrem Kreuzungsbereich mit Mitteln zu ihrer Zentrierung, teilweise gebrochen dargestellt.

Bei einem Rotor mit vier in einer Ebene angeordneten Rotorblättern 1 z. B. aus faserverstärktem Kunststoff sind gemäß Fig. 1 die (entsprechend der Anzahl der Rotorblätter vorhandenen) Rotorarme des auf einer nicht dargestellten Rotorwelle sitzenden Rotorkopfes 2 als Blattwinkellagerhülsen 3 ausgebildet, in denen sich jeweils eine Blattwurzelhülse 4 mit einem darin über Bolzen 5 angreifenden Rotorblatt 1 mittels Wälzlager 6 ' drehbeweglich abstützt. Über die Blattwurzeüiülsen 4 und die Wälzlager 6 werden die auf die Rotorblätter wirkenden Schwenk- und Schlagbiegemomente in den Rotorkopf 2 geleitet.

Zur Aufnahme der von den Rotorblättern 1 herrührenden Fliehkräfte sind jeweils die beiden einander diametral gegenüberliegenden Rotorblätter über eine wurzelseitige Verbindung zu einem Rotor-

blattpaar zusammengefaßt. Diese aus Gründen der IBIattwinkelverstellung torsionsweichen (zugfesten) Verbindungen sind jeweiis durch eine gestreckte Schlaufe 7 bzw. 8 z. B. gemäß F i g. 2 aus paketartig zusammengefaßten Lamellen 7.1 bzw. 8.1 realisiert, wobei die Schlaufen in den jeweils zugeordneten Blattwurzelhülsen an je einem sich hierin über eine sogenannte Nuß 9 abstützenden Bolzen 10 angreifen. Da sich die beiden Schlaufen 7 und 8 bei der gewählten Anordnung der beiden Rotorblattpaare, nämlich in einer gemeinsamen Ebene, im Rotorkopfzentrum kreuzen müssen, ist gemäß Fig. 1 und 2 die eine Schlaufe 7 in einer senkrechten Ebene und die andere (durch sie hindurchgeführte) Schlaufe 8 in einer waagerechten Ebene angeordnet. Selbstverständlich sind hierbei der lichte Abstand der beiden Schlaufen 7,8 und die Schlaufenbreite sowie -weite so gewählt, daß die Schlaufen sowohl bei der kollektiven als auch zyklischen Blattwinkelverstellung in ihrer Bewegung nicht einander behindern können. Für die Lamellen der Schlaufen 7 bzw. 8 kommen alle elastischen Werkstoffe mit ausreichender Dauerwechselfestigkeit in Betracht, also außer üblicherweise verwendetem Federstahl auch faserverstärkte Kunststoffe.

Schließlich ist wegen möglicher Unwuchten und Vibrationen in Rotorblattachsenrichtung eine zentrale Halterung der jeweiligen Schlaufe 7,8 im Rotorkopf 2 in der Weise vorgesehen, daß ihre Bewegungsfreiheit praktisch nicht eingeschränkt und somit der Vorteil einer Torsionsbeanspruchung der Schlaufen ausschließlieh durch kollektive Blattverstellung im Steuerfalle ^er Rotorblätter 1 erhalten bleibt. Zu diesem Zweck ist gemäß F i g. 1 und 2 für jede Schlaufe 7, 8 gesondert im Rotorkopfzentrum ein steifer Zentrierkörper 11 bzw. 12 angeordnet, mit dem die beiden Schlaufenenden über je ein zur Blattwinkelachse koaxiales torsionsweiches Zugband 13 (z. B. aus demselben Material wie die Schlaufen) verbunden sind. Der Querschnitt des jeweiligen Zugbandes 13 zu seiner Länge ist so klein, daß das Zugband — im Vergleich zu den Schlaufen 7, 8 — extrem torsionsweich ist. Die Verbindung der Schlaufenenden mit den Zugbändern 13 ist gemäß F i g. 1 zweckmäßig über die Schlaufenverbindungsbolzen 10 hergestellt. Wie insbesondere F i g. 2 zeigt, ist für die Verbindung der Zugbänder 13 mit dem Rotorkopfzentrum, wo der freie Durchgang der Schlaufen 7, 8 aufrechterhalten werden muß, zum einen durch den der senkrecht stehenden Schlaufe 7 zugeordneten Zentrierkörper 11 die waagerecht liegende Schlaufe 8 zusammen mit dem ihr zugeordneten Zentrierkörper 12 hindurchgeführt. Zum anderen erstreckt sich dabei dieser Zentrierkörper 12, in Kraft- und Formschlußverbindung mit dem anderen Zentrierkörper 11, zwischen den Strängen seiner Schlaufe 8, also in der Schlaufenebene, wogegen der letztgenannte der senkrecht stehenden Schlaufe 7 zugeordnete Zentrierkörper 11 aus zwei beiderseits der betreffenden Schlaufenebene sich erstreckenden Hälften 11.1 und 11.2 zusammengesetzt ist. Diese Zentrierkörperkonzeption und -anordnung hat den weiteren Vorteil, daß über zwei Bolzen 14 nicht nur die beiden Zentrierkörper 11, !2 untereinander und zugleich mit dem Rotorkopf 2 verbunden werden können, sondern daß an diesen beiden Bolzen 14 auch noch die beiden der waagerecht liegenden Schlaufe 8 zugeordneten Zugbänder 13 angreifen können. Hierzu braucht der betreffende Zentrierkörper 12 gemäß F i g. 1 und 2 bloß beidseitig geschlitzt zu sein. Die der senkrecht stehenden Schlaufe 7 zugeordneten Zugbänder 13 können an Bolzen 15 angreifen, welche zugleich die Hälften 11.1, 11.2 des betreffenden Zenlrierkörpers 11 verbinden. Hier kann im übrigen sogar u. U. auf eine Zentrierkörperhälfte 11.1 oder 11.2 verzichtet werden.

Bei der vorbeschriebenen zentralen Halterung der Schlaufen 7, 8 werden Unwuchten in Rotorblattachsenrichtung die Zugbänder 13 belasten und das jeweils belastete Zugband spannen. Damit ist eine einwandfreie, praktisch spielfreie Zentrierung der Schlaufen 7, 8 sichergestellt.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vierblattrotor, insbesondere für Drehflügelflugzeuge, bei dem die Rotorblätter paarweise einander diametral gegenüberliegend am Rotorkopf drehwinkelbeweglich abgestützt sind und je Rotorblattpaar zwischen den Blattwurzeln eine zugfeste, torsionsweiche Verbindung in Form einer gestreckten Schlaufe hergestellt ist, wobei die die Blätter des einen Rotorblattpaares verbindende Schlaufe in einer senkrechten Ebene und die die Blätter des anderen Rotorblattpaares verbindende Schlaufe in einer waagerechten Ebene angeordnet und durch die senkrecht stehende Schlaufe hindurchgeführt ist, dadurch gekennzeichnet, daß für jede Schlaufe (7, 8) gesondert im Rotorkopfzentrum ein steifer Zentrierkörper (Il bzw. 12) angeordnet ist, mit dem die beiden Schlaufenenden über je ein zur Blattwinkelachse koaxiales torsionsweiches Zugband (13) verbunden sind, wobei durch den der senkrecht stehenden Schlaufe (7) zugeordneten Zentrierkörper (11) zum einen die waagerecht liegende Schlaufe (8) freibeweglich und zum anderen ihr zwischen den Schlaufensträngen sich erstreckender Zentrierkörper (12) in Kraft- und/oder Form-Schlußverbindung mit dem Zentrierkörper (11) der senkrecht stehenden Schlaufe hindurchgeführt sind.

2. Vierblattrotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der der senkrecht stehenden Schlaufe (7) zugeordnete Zentrierkörper (11) aus jo zwei beiderseits der Schlaufenebene sich erstreckenden Hälften (11.1,11.2) zusammengesetzt ist.

3. Vierblattrotor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden der waagerecht liegenden Schlaufe (8) zugeordneten Zugbänder (13) jeweils an einem ihren Zentrierkörper (12) zugleich mit einer Zenlrierkörperhälftc (11.1 bzw. 11.2) der senkrecht stehenden Schlaufe (7) einerseits und mit dem Rotorkopf (2) andererseits verbindenden Bolzen (14) angreifen.

4. Vierblattrotor nach den Ansprüchen 2 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden der senkrecht stehenden Schlaufe (7) zugeordneten Zugbänder (13) jeweils an einem die Zentrierkörperhälften (11.1 bzw. 11.2) verbindenden Bolzen (15) angreifen.

5. Vierblattrotor nach den Ansprüchen 1, 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zugbänder (13) jeweils an einer zwischen dem zugeordneten Schlaufenende und der zugehörigen Blattwurzel w hergestellten Bolzenverbindung (5) angreifen.