DE2801943C2 - Rotor, insbesondere für ein Drehflügelflugzeug - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen schlag- und schwenkgelenklosen Rotor gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Bei einem derartigen Rotor femäß der DE-PS 15 31359 ist die torsionsweiche Verbindung des jeweiligen Rotorblattpaares im Rotorkopfzentrum frei durchgehend 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 torsionsweichen Verbindung führen kann und somit für deren Torsionsbeanspruchung nur noch die kollektive Blattwinkelverstellung maßgebend ist. Die Praxis hat allerdings gezeigt, daß man wegen Unwuchten und Vibrationen in Rotorblattachsenrichtung nicht ohne eine zentrierende Halterung des Rotorblattpaares am Rotorkopf auskommt. Infolgedessen hat der vorbeschriebene Rotor keine praktische Bedeutung erlangt. Üblicherweise werden bisher die torsionsweichen Verbindungen in Form von Zugorganen ausgebildet, die jeweils nur eine Rotorblattwurzel mit einem koaxial zur Rotordrehachse am Rotorkopf angeordneten Zentralkörper verbinden (DE-PS 2150 741), so daß zwangsläufig bei jeder Winkelbewegung des einzelnen Rotorblattes eine Verwindung des betreffenden Zugorgans bis zum Zentralkörper hin in Kauf zu nehmen ist.

Dagegen ist zwar bei dem durch die DE-AS 15 56 414 bekannten Rotor mit gelenkigem Blattanschluß trotz zentrierender Halterung des einzelnen Rotorblattpaares nur die kollektive Blattwinkelverstellung für die Torsionsbeanspruchung der Blattverbindung maßgebend, Weil von den beiden (kugelkaloUenförmigen) Gelenklagern je Rotorblattpaar eines als zusätzlich in Rötörbiättächsenrichiung dufckbelästbares Lager aus* gestaltet ist. Da aber das zweite Gelenklager aufgrund einer Gleitfläche beträchtliches radiales Spiel zur Rotordrehachse hat_s muß mit unterschiedlichen Schlag' amplituden des betreffenden Rotorblattes gegenüber dem anderen Rotorblatt gerechnet werden mit der Folge eines ungleichen Steuerverhaltens beider Rotor blätter.

Der Erfindung liegt dem gegenüber für einen schlag- und schwenkgelenklosen Rotor der eingangs genannten Art die Aufgabe zugrunde, unter Beibehaltung eines freien Durchgangs der torsionsweichen Blattverbindungen im Rotorkopfzentrum, d. h. mit dem Vorteil einer verminderten Torsionsbeanspruchung derselben eine

ίο zentrierende Halterung für die Rotorblattpaare im Rotorkopf ohne Beeinträchtigung der Betriebszuverlässigkeit zu schaffen.

Diese Aufgabe ist gemäß dem Kennzeichen des Patentanspruchs 1 gelöst.

Durch die Erfindung wird folglich mit besonders gc-ringem baulichen Aufwand nicht bloß eine das Rotorblattpaar in Achsenrichtung sichernde Halterung an einer solchen exzentrischen Stelle des Rotorkopfes geschaffen, wo sie die Bewegungsfreiheit weder der torsionsweichen Verbindung des zugeordneten Rotorblattpaares noch übriger torsionsweicher Verbindungen einschränken kann, sondern zugleich sichergestellt, daß diese Halterung im Betrieb praktisch unwuchtfrei zentriert, d. h. aus der Dehnung der betreffenden torsionsweichen Verbindung resultierende Unwuchten in Rotorblattachsenrichtung ausschließt. Der geringe bauliche Aufwand läßt sich auch dadurch verdeutlichen, daß das druckbelastbare Lager ein einfaches Kugellager, beispielsweise ein Ringrillenlagcr sein kann, das bekanntlich radial und axial belastbar ist.

Im übrigen könnet¹ als torsionsweiche Verbindungen nicht nur langgestreckte Schlaufen der in der vorgenannten DE-PS 15 31 359 beschriebenen Art, sondern z. B. auch Zugbänder in Betracht kommen. Zudem unterliegt man keiner Beschränkung auf eine bestimmte Anzahl von Rotorblattpaaren.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Diese zeigt von einem Drehflügelflugzeug beispielsweise mit einem Vierblattrotor in einem vertikalen Längsschnitt den über einen Flansch 1 mit einer nicht dargestellten Rotorwelle zu verbindenden Rotorkopf 2, wobei aber nur einer der vier jeweils als Blattwinkellagerhülse 3 ausgebildeten Rotorarme voll dargestellt ist. In der jeweiligen Blattwinkellagerhülse 3 stützt sich eine Blattwurzelhülse 4 mit einem darin über Bolzen 5 angreifenden Rotorblatt 6 (z. B. aus faserverstärktem Kunststoff) mittels Ringzylinderlager 7, 8 ab, beispielsweise Nadellager. Über die Blattwurzelhülse 4 und die Ringzylinderlager 7, 8 werden die auf das Rotorblatt 6 wirkenden Schwenk- und Schlagbiegemomente in den Rotorkopf 2 geleilet.

7ur Aufnahme der Blattfliehkräfte sind jeweils die beiden einander diametral gegenüberliegenden Rotorblauer 6 über eine wurzelseitige Verbindung zu einem Rotorblattpaar zusammengefaßt. Diese aus Gründen der Blattwinkelverstellung torsionsweichen (zugfesten) Verbindungen sind je Rotorblattpaar durch eine gestreckte Schlaufe 9 bzw. 10 aus paketartig zusammengefaßten Zuglamellen realisiert, wobei die Schlaufen in der jeweiligen Blattwurzelhülse 4 an einem Bolzen 11 angreifen, Die Schlaufen 9, 10 sind entsprechend denjenigen des Rotors gemäß der eingangs genannten pE'PS 15 31359 in zwei zueinander senkrechten

Ebenen angeordnet, damit sie einander bei der gewählten (nicht ersichtlichen) Anordnung sämtlicher Rotorblätter 6 in einer gemeinsamen Ebene ohne gegenseitige Beeinträchtigung ihrer Bewegungsfreiheit

28 Ol

durchkreuzen können. Anstelle solcher Schlaufen 9, 10 können aber auch zwei Zugbänder verwendet werden, von denen dann eines im Zentrum durchbrochen sein muß. Im übrigen könnten selbstverständlich die einzelnen Rotorblattpaare mit der jeweils zugehörigen torsionsweichen Verbindung in verschiedenen übereinanderliegenden Ebenen angeordnet sein, wenn das gegenseitige Durchkreuzen der torsionsweichen Verbindungen im Rotorkopfzentrum vermieden werden soll bzw. man ni;l<t auf höchstens zwei Rotorblaupaare beschränkt sein will. Für die torsionsweichen Verbindungen bzw. Schlaufen 9, 10 kommen alle Werkstoffe mit ausi-eichender Dauerwechselfestigkeit in Betracht, also außer üblicherweise verwendetem Federstahl auch faserverstärkte Kunststoffe.

Schließlich ist wegen möglicher Unwuchten und Vibrationen in Rotorblattachsenriohtung je Rotorblattpaar an exzentrischer Stelle des Rotorkopfes 2, nämlich zwischen der Blattwurzel- und Blattwinkellagerhülse 4 bzw. 3 nur des einen Rotorblattes 6 des jeweiligen Rotorblattpaares, ein in Blattachsenrichtung belastbares Kugellager 12 eingefügt. Kräfte aus Unwuchten des betreffenden Rotorblattpaares in Blattachseiaichtung werden somit als Axiallast von diesem Kugellager 12 aufgenommen und auf den Rotorkopf 2 übertragen. Damit hierbei durch das Kugellager 12 zugleich eine Zentrierung des Rotorblattpaares im Rotorkopf 2 bzw. gegenüber der Rotordrehachse 13 sichergestellt ist, braucht gegenüber letzterer bloß die Mitte 9.1 der betreffenden Schlaufe 9 um die Hälfte der (im Betrieb) möglichen Schlaufendehnung in Richtung des Kugellagers 12 versetzt zu sein. Diese in der Zeichnung übertrieben angedeutete Versetzung, die nämlich bei den derzeit in Betracht kommenden Längen (etwa 500 mm) der torsionsweichen Verbindungen bzw. Schlaufen nur etwa 1 mm betragen wird, trägt dem Umstand Rechnung, daß die jeweilige Schlaufe 9 (10) wegen des Kugellagers 12 bzw. der hierdurch bewirkten exzentrischen Verbindung Blattwinkellager-ZBIattwurzelhülse 3 bzw. 4 zwangsläufig nur von der Bolzenverbindung 11 der Blattwurzel bzw. Blattwurzelhülse 4 mit der Schlaufe 9 (10) aus in Richtung der Rotordrehachse 13 sich ausdehnen kann und folglich gegenüber letzterer nur aufgrund der beschriebenen Exzentrizität (in der Ruhelage) eine zentrische Lage im Betrieb des Rotors einnehmen kann. Durch die (gegenüber der Rotordrehachse 13) vorgegebene exzentrische '.age der jeweiligen Schlaufe 9 bzw. 10 sind Unwuchten des zugeordneten Rotorblattpasres infolge Dehnungen der Schlaufe (bei Nenndrehzahl des Rotors) praktisch ausgeschlossen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

28 Ol 943 Patentansprüche:

1. Rotor, insbesondere für ein Drehflügelflugzeug, mit einer geraden Anzahl von Rotorblättern, die paarweise einander diametral gegenüberliegend am Rotorkopf schlag- und schwenkgelenkjos, aber über jeweils ein Blattwinkellager angeschlossen sind, wobei zum einen je Rotorblatt eine Blauwurzelhülse in je einer am Rotorkopf ausgebildeten Blattwinkellagerhülse gelagert und zum anderen je Rotorblattpaar zwischen den Blattwurzeln eine zugfeste, torsionsweiche Verbindung hergestellt ist, d a durch gekennzeichnet, daß je Rotorblattpaar ein in Rotorblattachsenrichtung druckbelastbares Lager (12) zwischen der Blattwurzel- und Blattwinkellagerhülse (4 bzw. 3) nur eines der beiden Rotorblätter (6) angeordnet ist und daß die Mitte der zugeordneten torsionsweichen Verbindung (Schlaufe 9 oder 10) um die Hälfte ihrer im Betrieb möglichen Dehnung der Rotordrehachse (13) gegenüber in Richtung des druckbelastbaren Lagers (12) versetzt ist.

2. Rotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das druckbelastbare Lager ein Kugellager (12), insbesondere ein Ringrillenlager ist.