DE2845349A1

DE2845349A1 - Hubschrauber mit differentialgetriebe zum besseren an- und auftrieb sowie zur hoeheren flugstabilitaet und herabgesetzter piloten- und werkstoffermuedung

Info

Publication number: DE2845349A1
Application number: DE19782845349
Authority: DE
Inventors: Vicente Mendiberri
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1977-10-18
Filing date: 1978-10-18
Publication date: 1979-04-19
Also published as: AR217264A1; IT7828857A0; IT1099965B; FR2406565A1; GB2019510B; JPS5477997A; JPS6050639B2; DE2845349C2; US4216925A; GB2019510A

Description

DR.-ING. WALTER ABITZ DR. DIETER F. MORF DIPL.-PHYS. M. GRITSCHNEDER

Patentanwälte ~ AA'

M-lnchan,

18. Oktober 1978

Postanschrift / Postal Addrp-" Postfach 860109. 8000 Viii, *.

Pienzenauerstraße 28

Telefon 98 32 29

Telegramme: Chemindus München

Telex: (0) 523Θ92

180214

VICENTE MENDIBERRI

Rosario 84, Capital, Buenos Aires, Argentinien

Hubschrauber mit Differentialgetriebe zum besseren An- und Auftrieb sowie zur höheren FlugstaMlität und herabgesetzter Piloten- und Werkstoffermüdung

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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Hubschrauber (Helikopter) der Bauart, nach ivelcher er zwei gegenläufige Rotoren und einen Differentialantriebsmechanisraus (ein Differentialgetriebe) aufweist, wobei dieser Mechanismus zwischen der Kraftanlage (dem Triebwerk) und den Drehflügeln (Rotoren) angeordnet ist. Das Leistungsabgabeelement der Kraftanlage ist mit dem Leistungsaufnahmeelement des Differentialantriebs gekoppelt, welcher zwei Leistungsabgabeelemente hat, wovon das eine unmittelbar mit dem Befestigungselement (der Haltenabe) des einen Rotors und das andere mit dem Befestigungselement (der Haltenabe) des anderen Rotors über einen Drehungsumkehrmechanismus verbunden ist. Die beiden Ausführungsformen, welche hier beschrieben und bildlich dargestellt sind, unterscheiden sich nur durch die Konstruktion des Differentialmechanismus und des Drehungsumkehrmechani smus vone inander.

Die vorliegende Erfindung betrifft Helikopter im allgemeinen und insbesondere einen Helikopter der Bauart, nach welcher er zwei koaxiale gegenläufige Drehflügel hat, wobei ein Antriebsmechanismus zwischen der normalen Kraftanlage des Plugzeuges und den Rotoren angeordnet ist.

Im allgemeinen sind zwei Haupttypen von Hubschraubern bekannt: (1) Hubschrauber der Bauart, nach welcher er zwei gegenläufige Rotoren aufweist (welche koaxial sein können oder nicht) und (2) der Bauart, nach welcher er einen einzigen Hauptrotor und einen Hilfsrotor, d.h. eine Drehmomentausgleichsheckschraube aufweist.

Bei den Hubschraubern der Bauart (2) erfordert der Hilfsheckrotor oder die Drehmomentausgleichsheckschraube

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etwa 20 Ms 30 % der Kraftleistung, welche die Kraftanlage liefern kann, wobei diese Leistung von der Leistung subtrahiert wird, welche sonst den Hauptrotoren lieferbar sein würde, und zwar im Gegensatz zu den Hubschraubern mit zwei gegenläufigen Rotoren, bei welchen das Drehmoment des einen Rotors in einer Eiehtung wirkt, welche zur Richtung des Drehmoments oder der Drehbewegung des anderen Rotors entgegengesetzt ist. Mit anderen Worten ist das Leistungs/Gewichtsverhältnis bei den Helikoptern der Bauart -

(1) günstiger. Auch macht im. Falle der Helikopter der Bauart

(2) die zwischen der Kraftanlage und der Heckschraube vorgesehene Antriebseinrichtung den Entwurf und die Konstruktion des Plugzeuges komplizierter und führt zum größeren Gewicht des Plugzeuges, wodurch sich das Leistungs/Gewichtsverhältnis sogar noch mehr verschlechtert. Eine andere Tatsache ist, daß der Hauptrotor infolge der Tatsache, daß der Hub, der durch das Blatt des Hauptrotors erzeugt wird, der sich gegen den· relativen Wind dreht, der durch die HorizontalVerdrängung oder Horizontalverschiebung des Flugzeuges erzeugt wird,. , größer als Jener ist, der durch das andere Blatt erzeugt ist, asymmetrisch arbeitet, wodurch die Neigung oder Tendenz zu einem seitlichen nngleichgewicht entsteht, das bei jeder Halbumdrehung des Rotors zyklisch wiederkehrt. Eine derartige seitliche !Instabilität kann durch eher komplizierte Mechanismen korrigiert werden, welche den Anstellwinkel jedes Blattes in bezug auf das andere bei . jeder Halbumdrehung des Rotors proportional und entgegengesetzt ändern.

Bei einem Hubschrauber der Bauart (1) ist die Überwindung der oben erwähnten Nachteile möglich. Es wird dabei nicht die Verwendung einer Drehmomentausgleichsheckschraube erfordert, da die gegenläufigen Rotoren entsprechende Drehmomente entgegengesetzter Richtungen zueinander erzeugen, welche sich gegenseitig aufheben. Die

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Abwesenheit einer Drehmomentausgleichsheckschraube ermöglicht eine maximale Auswertung der Leistung, welche durch die Kraftanlage erzeugt wird. Die Beseitigung oder das Weglassen des Heckmotors ermöglicht auch eine Vereinfachung des Antriebs- und Steuermechanismus, wodurch das Gewicht des Plugzeuges herabgesetzt und das Leistungs/Gewichtsverhältnis verbessert wird. Bezugnehmend auf die Asymmetrie des Hubes, der durch die relative Luft oder den relativen Wind erzeugt wird, wie es für jeden Rotor, einzeln betrachtet, charakteristisch ist, ist zu berücksichtigen, daß, da die Rotoren koaxial sind und sich in entgegengesetzten Richtungen drehen, die besagte Asymmetrie bei dem einen Rotor der Asymmetrie des anderen entgegengesetzt ist, so daß sich die beiden Asymmetrien gegenseitig aufheben. Zumindest theoretisch wird dadurch eine größere Vereinfachung und ein besseres seitliches Gleichgewicht ermöglicht.

Unter Berücksichtigung dieser günstigen Eigenschaften des Hubschraubers mit zwei koaxialen, gegenläufigen Rotoren, ist nur logisch gewesen, zu erwarten, daß Hubschrauber dieser Bauart eine beträchtlich größere Anerkennung als der Hubschrauber mit einem einzigen Rotor und einer Heckschraube gezeitigt hätte. Und doch, das Gegenteil ist der Fall. Diese offensichtlich seltsame Tatsache ist auf eine Reihe von Paktoren zurückzuführen, welche gegen eine gute Leistung der Hubschrauber mit zwei koaxialen, gegenläufigen Rotoren sprechen. Einige dieser Paktoren sind: Die Leistungsfähigkeit oder der Wirksamkeitsgrad der Rotoren ist ungleich, was auf den Einfluß des Luftstromes beim oberen Rotor auf den unteren Rotor zurückzuführen ist, sowie die unterschiedlichen aerodynamischen Bedingungen der entsprechenden Horizontalluftschichten, in welchen jeder Rotor arbeitet. Dadurch werden Abweichungen von der normalen Flughöhe und dem normalen Flugweg immerfort bemerkbar. Dies

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erfordert wiederum, daß der Pilot ständig Korrekturen mittels der Flugsteuerungen des Plugzeuges zu machen hat, wodurch die Flugzeugführung eine sehr ermüdende Aufgabe für den Flugzeugführer insbesondere bei langen Flügen wird, wobei auch die Aufgabe des Piloten bei gewissen Manövern gefährlich wird, wie z.B. beim Sprühen während des Fluges von Schädlingsbekämpfungsmitteln und dgl. in geringer Höhe, sowie bei Bettungsaktionen usw., bei welchen eine hohe Stabilität ein wesentlicher Sicherheitsfaktor ist.

Es ist bekannt, daß die Ermüdung des Piloten der Hauptfaktor ist, der zu ernsthaften oder gar fatalen Unfällen führt.

Wie insgesamt aus dem obigen ersichtlich, erscheint äußerst wünschensviert, die Flugstabilität und Manövrierbarkeit der Hubschrauber der Bauart zu verbessern, bei welcher sie zwei koaxiale, gegenläufige Rotoren aufweisen, um somit die Ermüdung des Piloten zu vermindern.

Es ist auch dem Fachmann ersichtlich, daß die kontinuierlich veränderlichen Unstabilitäten und Asymmetrien der Arbeitsbedingungen der Rotoren zu sieh kontinuierlich ändernden Leistungsanforderungen hinsichtlich jedes Rotors und somit zu kontinuierlich ansteigenden bzw. absteigenden Beanspruchungen und Spannungen der Maschinenelemente und Werkstoffe, aus welchen sie hergestellt sind, führen und Vibrationen verursachen, welche die Nutzlebensdauer derselben vermindert, wobei auch eine potentielle Gefahr besteht, daß kritische Maschinenbestandteile oder andere Komponente des Flugzeuges brechen. Durch die Beseitigung derartiger Uns tabili täten -und Asymmetrien würde es somit möglich sein, die Nutzlebensdauer dieser Komponenten und Maschinenteile sowie andere Bestandteile zu verlängern,

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wobei derselbe Sicherheitsfaktor mit geringerem Aufwand an Material und/oder herabgesetzter kritischer Güte derselben parallel mit der Möglichkeit erzielt wird, das Leistungs/Gewichtsverhältnis zu erhöhen sowie den Sicherheitsfaktor bedeutend zu verbessern.

Zur Erreichung dieser Bestrebungen würde es notwendig sein, daß jeder Rotor in jedem Augenblick die notwendige Proportion der Gesamtantriebskraft erhält, welche die Kraftanlage erzeugen kann, wobei diese Verteilung der Leistung so exakt wie möglich sein muß. Mit anderen Worten wird dann, wenn in einem gewissen Augenblick einer der Rotoren 5 % mehr Leistung als der andere erfordert und die durch die Kraftanlage gelieferte Gesamtleistung 100 % ist, der besagte Rotor mit $5 % der gesamten verfügbaren Leistung versorgt wird, während der andere Rotor nur mit ^5 % der Leistung beliefert wird. Darüber hinaus muß diese Verteilung selbsttätig ohne Betätigung der Steuerungen des Plugzeuges seitens des Plugzeugführers stattfinden. Dies würde die Ermüdung des Plugzeugführers sowie die auf kritische Komponente wirkenden Beanspruchungen und Spannungen beträchtlich herabsetzen.

Durch langjährige gründliche Forschung und

es Analyse der diesbezüglichen Probleme ist/endgültig möglich gewesen, ihre charakteristischen Merkmale herauszubringen und die Lösungsmittel aufzufinden.

Die arfindungsgemäße Lösung der Probleme ergibt einen Hubschrauber mit zwei koaxialen, gegenläufigen Rotoren und. einem zwischen der Kraftanlage und den Rotoren vorgesehenen Differentialantriebsmechanismus.

Während die Verwendung eines Differentialmechanismus bei landgebundenen Kraftfahrzeugen und anderen Maschinen

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bereits bekannt ist, ist doch diese Lösung dem französischen Erfinder, dem-Mechanikfachmann Gnesphore Pecquer, 1827, zuzuschreiben, unterscheidet sich die besondere mechanische Konstruktion des erfindungsgemäß verwendeten Differentialantriebsmechanismus von den bekannten Vorrichtungen dieser Art. Erfindungsgemäß ist es notwendig, zwei koaxiale Achsen unabhängig anzutreiben, die jeweils die Blätter eines entsprechenden Rotors drehen, wobei die beiden Rotoren in entgegengesetzten Drehrichtungen angetrieben werden, wogegen bei einem herkömmlichen Landkraftfahrzeug die Antriebswelle des Differentialmechanismus zwei Abtriebswellen in derselben Drehrichtung antreiben muß und sich die besagten Abtriebswellen (welche die Antriebsräder des Fahrzeuges tragen) in entgegengesetzten Richtungen aus dem Differentialmechanismus senkrecht in bezug auf die Antriebswelle vorspringend erstrecken.

Erfindungsgemäß werden zwei Ausführungsformen des Differentialmechanismus, welche zwar arbeitsmäßig gleich sind, jedoch unterschiedliche Konstruktionen aufweisen, beschrieben und dargestellt. Für den Fachmann ist ohne weiteres ersichtlich, daß beide Ausführungsformen im · Schutzumfang des vorliegenden Erfindungsgedankens liegen. Ein Unterschied liegt darin, daß bei der ersten Ausführungsform die Antriebswelle des oberen Rotors dem unteren Kronenrad oder großen Differentialantriebskegelrad des Differentialmechanismus und die Antriebswelle des' unteren Rotors dem oberen Kronenrad oder großen Differentialantriebskegelrad zugeordnet ist, während bei der zweiten Ausführungsform das Gegenteil der Fall ist. Ein anderer Unterschied liegt darin, daß die Anordnung zum Umkehren der Richtung der Übertragung der Kraft zwischen dem oberen großen Differentialantriebskegelrad des

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Diff erentialmechani sinus und der B_efestigungsnabe des unteren Rotors bei der ersten Ausführungsform angeordnet ist, wogegen bei der zweiten Ausführungsform dieselbe zwischen dem unteren großen Differentialantriebskegelrad des Differentialmechanismus und der Befestigungsnabe des unteren Rotors vorgesehen ist, und zwar in jedem Fall jeweils sich durch die Antriebsachse des entsprechenden Rotors erstrecken.

Die Antriebswelle des Differentialmechanismus kann in zwei verschiedenen Arten angeordnet sein, wobei die Verwendung zweier verschiedener Stellungen der Kraftanlage ermöglicht ist. Wird gewünscht, die Kraftanlage mit ihrer Kurbelwelle in horizontaler Stellung anzuordnen, so wird es wünschenswert sein, daß die Antriebswelle seitlich von dem Gehäuse des Differentialmechanismus auch in horizontaler Richtung vorspringt, wobei jedoch dann, wenn erwünscht ist, die Kraftanlage mit ihrer Kurbelwelle in senkrechter Stellung anzuordnen, es wünschenswert sein wird, daß diese Antriebswelle sich von dem Gehäuse des Differentialmechanismus auch in senkrechter Richtung nach unten erstreckt. Dies gilt auch für den Fall eines Motors oder einer Maschine der Radialbauart oder der Bauart, bei welcher sie Zylinder aufweist, welche in Reihe geschaltet sind.

Bei beiden Ausführungsformen ist die Arbeitsweise des Differentialmechanismus im wesentlichen gleich, wobei sich die Konstruktionen nur in der Anordnung der Antriebswelle voneinander unterscheiden.

Das Hauptziel der vorliegenden Erfindung ist somit die Schaffung eines Hubschraubers mit zwei koaxialen, gegenläufigen Rotoren und einem zwischen der Kraftanlage und den Rotoren angeordneten Differentialantriebsmechanismus.

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Das Ziel der vorliegenden Erfindung ist ferner die Schaffung eines Hubschraubers der oben erwähnten Art, bei welcher der Differentialmechanismus es ermöglicht, daß jeder solcher Rotor selbsttätig mit dem genauen Anteil der Gesamtleistung versorgt oder gespeist wird, welche aus der Kraftanlage zur Verfügung steht, und zwar nach Bedarf, durch den Rotor in jedem Augenblick entsprechend den momentanen Arbeitsbedingungen.

Das Ziel der vorliegenden Erfindung ist ferner die Schaffung eines Hubschraubers der oben erwähnten Art mit einer wesentlich höheren Plugstabilität als jene bei den Hubschraubern der bisher bekannten Art.

Das Ziel der vorliegenden Erfindung ist ferner die Schaffung eines Hubschraubers der oben erwähnten Art,' bei welchem eine wesentliche Herabsetzung der Ermüdung des Piloten während langer Plugzeitenjsowie die Herabsetzung gefährlicher Manöver bei Flügen in geringer Höhe möglich ist.

Das Ziel der vorliegenden Erfindung ist ferner die Schaffung eines Hubschraubers der oben erwähnten Bauart, bei welchem gewisse kritische Teile und die Werkstoffe, aus weichen diese Teile hergestellt sind, wesentlich geringeren Vibrationen, Spannungen und Beanspruchungen ausgesetzt sind, wodurch eine geringere Ermüdung der Werkstoffe und eine größere Sicherheit gegen vorzeitiges Versagen und vorzeitigen Bruch erreicht werden, welch letztere sonst ernsthafte Unfälle herbeiführen wurden.

Das Ziel der vorliegenden Erfindung ist ferner die Schaffung eines Hubschraubers der oben erwähnten Art, mit einem besseren Leistungs/Gewichtsverhältnis als jenes bei den bekannten Flugzeugen der Helikopterart.

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Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung eines Hubschraubers der oben erwähnten Art mit einer wesentlich höheren Flugsicherheit als jene bei Helikoptern der herkömmlichen Bauarten, insbesondere unter kritischen Plugbedingungen bei Durchführung seitens des Piloten von gewissen Flugaufgaben, wie z.B. beim Be- . sprühen mit Schädlingsbekämpfungsmitteln, Bettungsaktionen und anderen Tätigkeiten, bei welchen hohe Stabilität und gute Manövrierbarkeit wesentlich sind.

Diese und weitere Ziele und Vorteile werden erfindungsgemäß erzielt, durch welche ein Hubschrauber geschaffen wird, der zwei koaxiale, gegenläufige Rotoren und einen Antriebsmechanismus aufweist, der zwischen die Kraftanlage und die Rotoren geschaltet ist, wobei die Kraftanlage eine Antriebswelle hat und der Antriebsmechanismus einen Differentialmechanismus mit einer Abtriebswelle aufweist, welche mit der Antriebswelle der Kraftanlage gekoppelt ist, während zwei Kraftausgangsachsen oder Antriebsachsen vorgesehen sind, wovon die erste mit dem oberen Rotor und die zweite mit dem unteren Rotor antriebsmäßig gekoppelt ist, wobei nur eine der Kupplungen zwischen den besagten Kraftausgangsachsen oder Antriebsachsen und dem entsprechenden Rotor einen Drehungsumkehrmechanismus enthält. Die Erfindung erhellt besser aus der nachfolgenden Beschreibung zweier bevorzugter Ausi'ührungsformen im Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen; darin zeigen.

Fig. 1 eine rein schematische Ansicht der Anordnung des erfindungsgemäßen Differentialantriebsmechanismus bei <\^a^ beiden unterschiedlichen Bauarten von Flugzeugmotoren, die in zwei hauptsächlichen unterschiedlichen Stellungen angeordnet sind, wobei die verschiedenen Kombinationen in A, B, C und D der Fig. 1 dargestellt sind;

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Pig. 2 eine schematisehe Seitenansicht der Anordnung bzw. des. Zusammenbaues des Mastes und des Differentialmechanismus;

Fig. 3 eine schematische Seitenansicht eines senkrechten Diametralquerschnittes der Anordnung der Fig. 2j

Fig. k eine schematische perspektivische Ansicht des Körpers des Kopfblocks des Gehäuses der unteren Achse;

Fig. 5 eine teilweise schematische perspektivische Ansicht des Gehäuses der oberen Achse und der Grundplatte derselben;

. Fig. 6 eine schematische perspektivische Ansicht des oberen Teiles des Antriebsmechanismus, der in dem Kopfblock gemäß Fig. *l· angeordnet ist; und

Fig. 7 eine schematische Darstellung eines senkrechten Diametralquerschnittes einer v/eiteren Ausführungkform der Anordnung des Mastes und des Differentialmechanismus eines erfindungsgemäßen Helikopters.

Die gleichen Bezugszeichen sind bei den verschiedenen Zeichnungsfiguren zun Bezeichnen gleicher oder gleichwertiger Komponente verwendet worden.

Bezugnehmend insbesondere auf Fig. 1 der Zeichnungen ist ersichtlich,, daß bei jeder der Darstellungen A, B, C und D schematisch das Wesen der Erfindung gezeigt ist, d.h. der Differentialmechanismus 1, der zwischen den beiden koaxialen, gegenläufigen Rotoren 2 (dem oberen Rotor) und 3 (dem unteren Rotor) angeordnet ist, wobei ihre entsprechenden, koaxialen, gegenläufigen Antriebsachsen 4 und dargestellt sind, wovon die Rotorantriebsachse 5 hohl und sich die Rotorantriebsachse k koaxial durch den hohlen Innenraum der Achse 5 erstreckt und auch die Antriebskraft erzeugende Kraftanlage 6 gezeigt ist (welche nachfolgend oberbegriffmäßig als "Motor" oder "Maschine" bezeichnet wird). -

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Die vorliegende Erfindung ist in Verbindung mit bestimmten Ausführungsformen derselben beschrieben und dargestellt, bei welchen die Verwendung eines Motors der Verbrennungsmotorart mit Zylindern, Kolben und einer Kurbelwelle angenommen wird; der Fachmann wird jedoch ohne weiteres verstehen, daß die vorliegende Erfindung auch in sämtlichen Aspekten derselben bei einem Helikopter verwendbar ist, der mit einem Motor einer beliebigen Bauart (einschließlich eines Motors der Turbinenart) versehen ist, der eine Antriebswelle hat, welche eine Drehbewegungskraft unmittelbar oder mittelbar ausüben bzw. anlegen kann. Jeder Motor, der diese Bedingung erfüllen kann, muß innerhalb des Umfanges des Begriffes "Motor" betrachtet werden.

Gemäß Pig. IA ist die Kurbelwelle 7 des Motors, welche die Antriebswelle ist, mit der Abtriebswelle 8 des Differentialmechanismus 1 gekoppelt, wobei eines der Leistungsausgabeelemente oder Antriebselemente 9 mit der Achse 4 des oberen Rotors 2 und das andere Leistungsausgabeelement 10 bzw. die Antriebswelle mit der Achse 5 des unteren Rotors 3 gekoppelt ist.

Sämtliche vier Fig. IA bis ID sind im wesentlichen gleich und stellen dieselben erfindungsgemäßen Grundsätze dar, wobei der einzige Unterschied in der Bau-

darin art des Motors 6, der verwendet werden soll,/liegt, sowie in seiner Anordnung in bezug auf den Differentialmechanismus 1 und der notwendig unterschiedlichen Anordnung der Abtriebswelle 8.

Bei Fig. IA ist ersichtlich ein Motor der Eadialbauart, wobei seine Zylinder 11 in einer Ebene angeordnet sind, welche im allgemeinen horizontal liegen und sich die Kurbelwelle in einer im allgemeinen senkrechten Richtung erstreckt. Um den Motor in einer solchen Stellung anordnen zu können, muß die Abtriebswelle 8 des Differen-

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tialmechanismus so angeordnet sein, daß sie sich von dem letzteren in einer Richtung nach unten erstreckt, welche zur allgemeinen Richtung der Leistungsausgabeelemente 9 und 10 und der Rotorachsen k und 5 im wesentlichen parallel ist, wobei dies auch den Fall einschließt, bei welchem die besagte Achse oder Welle 8 mit den Leistungsausgabeelementen 9 und 10 axial fluchtet.

Fig. IB zeigt die Verwendung eines Motors mit Zylindern 11, welche in Reihe angeordnet sind. Die Kurbelwelle 7 des Motors 6 erstreckt sich in einer im allgemeinen senkrechten Richtung, wobei die Zylinder 11 in einer Ebene angeordnet sind, welche ebenso im allgemeinen senkrecht verlaufen. Die Anordnung der Abtriebswelle 8 in bezug auf den Differentialmechanismus 1 und die konzentrischen Achsen k- und 5 der Rotoren ist dieselbe wie jene gemäß Fig. IA.

Fig. IC zeigt die Verwendung einer radialen Maschine oder eines radialen Motors 6. Die Kurbelwelle erstreckt sich in einer im allgemeinen horizontalen Richtung, während ihre Zylinder 11 in einer Ebene angeordnet sind, welche im allgemeinen vertikal verlaufen. Die Eingangswelle oder Antriebswelle ist zu den Rotorachsen k· und 5 im wesentlichen senkrecht und erstreckt sich von einer Seite des Differentialmechanismus 1 in horizontaler Richtung.

Fig. ID zeigt schließl:. jh die Verwendung eines Motors 6 mit Zylindern 11, welche in Reihe angeordnet sind, wobei die Kurbelwelle 7 in einer im wesentlichen horizontalen Richtung sich erstreckt und die Zylinder 11 in einer im allgemeinen senkrechten Ebene angeordnet sind. In diesem i'alle dreht sich die Abtriebswelle 8 im allgemeinen senkrecht zu den Rotorachsen k- und 5 uncl ebenso in einer im wesentlichen horizontalen Richtung von einer Seite des Differentialmechanismus 1.

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Bei den vier oben erwähnten Fällen ist ein Motor 6 mit nur zwei Zylindern 11 schematisch dargestellt worden. Es versteht sich allerdings, daß der Motor jede beliebige Anzahl Zylinder aufweisen kann, wobei er auch ein Motor der Turbinenart sein kann. Darüber hinaus ist die Kurbelwelle 7 infolge der äußerst schematischen Natur der Fig. IA bis ID in sämtlichen vier Fällen als mit der Antriebswelle oder Leistungsaufnahmewelle 8 direkt verbunden und mit derselben fluchtend dargestellt. Die Kupplung zwischen der Kurbelwelle 7 und der Leistungseingangswelle 8 kann auch eine mittelbare Kupplung durch Getrieberäder, Riemen und dgl. sein, wobei die beiden Komponenten nicht miteinander ausgerichtet sein können.

Wie oben erwähnt, liegt das Wesen der vorliegenden Erfindung in dem Differentialmechanismus 1, welcher dem Mast zugeordnet ist, der die koaxialen, gegenläufigen Antriebsachsen k und 5 trägt. Fig. 2 zeigt eine Seitenansicht der Anordnung 12 mit dem Mast und dem Differentialmechanismus, während Fig. 3 einen senkrechten Diametralquerschnitt derselben Anordnung entlang der Ebene III-III der Fig. 2 zeigt. Wie ersichtlich, weist die Anordnung 12 ein Gehäuse 13 des Differentialmechanismus auf, sowie ein Gehäuse I^ für die untere Achse, das auf dem Käfig 13 befestigt ist, und ein Gehäuse 15 für die Oberachse, welches auf dem Kopfblock des oberen Endes des Unterachsengehäuses befestigt ist.

Das Gehäuse 13 enthält einen im wesentlichen zylindrischen Seitenkörper 16, eine Untergehäusedeckplatte 17, die am unteren Band oder an der unteren Kante 16a des Körpers 16 vorzugsweise unter Verwendung eines dazwischen vorgesehenen Dichtungsringes (der nicht gezeigt ist) mittels Bolzen befestigt ist, wie z.B. bei 18, sowie eine obere Gehäusedeckplatte 19, welche an der oberen Kante 16b des Körpers 16 vorzugsweise unter Verwendung eines dazwischen vorgesehenen Dichtungsringes (der nicht gezeigt ist) mittels

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Bolzen befestigt ist, wie z.B. bsi 18·. Der Mittelpunkt der unteren Deckplatte 17 ist mit einem Doppelinnenhohlraum 20 bzw. 21 versehen. Der Hohlraum 20 empfängt drehbar die untere Nabe des Hauptkronenrades 22 des Differentialmechanismus mittels eines Kugellagers, wie bei 23 schematisch dargestellt. Der Hohlraum 21 nimmt das untere Ende ^a der inneren koaxialen Antriebsachse h des oberen Rotors 2 mittels eines Kugellagers drehbar auf, wie bei 2k- schematisch dargestellt. Das untere Ende ka. der Antriebsachse k ruht auf einem Drucklager 25, das als eine einzelne Kugel schematisch dargestellt ist, die am Boden des Hohlraumes 21 vorgesehen ist.

Das Hauptkronenrad 22 des Differentialmechanismus enthält eine kreisförmige Platte 26, auf welcher sich nach oben ein kreisförmiger Vorsprung 27 erstreckt, welcher die Zahnritzel des Differentialmechanismus tragen kann und einen Durchmesser hat, welcher kleiner als jener der Platte 26 ist. Der Umfangsteil der oberen Stirnseite der Platte 26 zwischen ■der Außenkante derselben und dem besagten kreisförmigen Vorsprung 27 ist nach unten radial konisch zulaufend oder verjüngt und trägt Zahnradzähne 28, welche mit den Zähnen eines pegeligen Antriebszahnritzels 29 antriebsmäßig zusammenarbeiten, das auf einer Antriebswelle 30 befestigt ist, die sich zum Außenbereich des Körpers 16 des Gehäuses 13 durch eine Ausgangshülse 31 radial erstreckt, welche mit dem Körper 16 einstückig gebildet ist. Die Welle 30 ist innerhalb der Hülse 31 mittels zweier Kugellager drehbar gelagert, wie bei 32 und 32' schematisch dargestellt. Die Lagerung der Welle 31 und des Zahnritzels 29 ist derart, daß während die Zähne beider Zahnräder ineinandergreifen das innere Ende des Zahnritzels 29 die Außenoberfläche des Vorsprungs 27 des Hauptkronenzahnrades 29 nicht berührt.

Innerhalb des durch die obere Stirnseite der kreisförmigen Platte 26 und der Innenoberfläche des Vorsprungs

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27 gebildeten seichten Zylinders sind in gleichen Abständen zumindest zwei Zahnritzel 33 tzw. 3¹+ des Differentialmechanismus mit der Spindel 33' und 3^¹ derart angeordnet, daß die Zahnritzel frei drehbar sind. Während in den Zeichnungen nur zwei solche Zahnritzel dargestellt sind, versteht sich, daß mehr als zwei in gleichen Abständen in winkligen Distanzen auf der Innenoberfläche des VorSprungs 27 vorgesehen sein können.

Ein unteres Kronenzahnrad 35 ist am unteren Ende der koaxialen Antriebsachse k- befestigt, wobei seine Zähne antriebsmäßig mit den Zähnen des unteren Teils der Differentialzahnritzel 33 und 3^ zusammenarbeiten. Ein oberes Kronenzahnrad 36 ist derart angeordnet, daß seine Zähne antriebsmäßig mit den Zähnen des oberen Teiles der Differentialzahnritzel 33 bzw. 3^ zusammenarbeiten. Dieses obere Kronenzahnrad 36 hat eine Mittelöffnung, durch welche das untere Ende der inneren koaxialen Antriebsachse des oberen Rotors frei sich erstrecken kann, während das untere Ende der äußeren koaxialen Antriebsachse 5 des unteren Rotors am oberen Kronenzahnrad 36 feststehend befestigt ist.

Wie oben bereits erläutert, ist die Achse 5 hohl, wobei ihr Innendurchmesser größer als der Außendurchmesser der inneren Achse k· ist. Wenn somit die beiden Achsen entsprechend koaxial zentriert sind, kann sich jede von der anderen frei und unabhängig drehen und namentlich in entgegengesetzten Richtungen. Das untere Ende der Achse 5 und das obere Kronenzahnrad 36 sind in zentrierter Stellung mittels eines Kugellagers gehalten, wie schematisch bei dargestellt.

Die obere Deckplatte 19 des DifferentSalmechanismus* gehäuses 13 hat eine Mittelöffnung, in welcher das untere Ende eines unteren Achsengehäuses 38 angeordnet ist. Der Innendurchmesser dieses Achsengehäuses 38 ist größer als

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der Außendurchmesser der Antriebsachse 5 des unteren Rotors 3· Wenn somit sämtliche drei Komponente 4, 5 und 38 nach den Erfordernissen zentriert sind, kann sie die Achse 4 innerhalb des Achsengehäuses 38 frei drehen. Am oberen Ende des Achsengehäuses 38 ist ein Kopfblock 39 befestigt.

Der besagte Kopfblock 39 kann besser aus Fig. 4 ersehen werden. Dieser Kopfblock enthält eine Grundplatte 40, welche eine Mittelöffnung 41 mit einem Schraubengewinde aufweist, das auf eine zusätzliche oder ergänzende Schraube " bzw. ein Schraubengewinde aufgeschraubt werden kann, das am oberen Ende des unteren Achsengehäuses 38 vorgesehen ist. Von der oberen Stirnseite 4l der Grundplatte 40 erstrecken sich drei VorSprünge 42a, 42b und 42c nach oben, wovon jeder im wesentlichen die Form eines kreisförmigen Kronensektors hat. Ihre Stirnseiten 42a¹ und 42a", 42b^l und 42b" bzw. 42c¹ und 42c" sind jedoch konkav statt gerade.

Zwischen jedem Paar benachbarter Seitenoberflächen 42 ist eine entsprechende Öffnung 43a, 43b bzw. 43c vorge- · sehen, welche durchgehend ist und mit einem Schraubengewinde versehen wurde. In jeder der oberen Stirnseiten 42aa, 42bb und 42cc der Vorsprünge 42a, 42b bzw. 42c sind entsprechend zwei Blindlöcher 44a~44a', 44b-44b' bzw. 44c-44c' vorgesehen, die mit entsprechenden Schraubengewinden versehen sind.

In jedem Vorsprung 42a, 42b und 42c ist fernerhin ein entsprechender Schlitz 45a, 45b bzw. 45c vorgesehen, welche: die Form eines Kreisbogens haben. Hierbei ist ^u beachten, daß diese Schlitze durchgehende Schlitze sind, welche sämtlich den Weg von dem Kopfblock bzvi. von seiner unteren Stirnseite bis zu seiner oberen Stirnseite durchqueren. Diese Schlitze bilden Durchgänge für die oberen Rotorsteuerelemente.

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Auch in der oberen Stirnseite jedes Vorsprungs 42 ist ein entsprechendes kleines Blindloch vorgesehen, welches als Befestigungsführung für ein oberes Achsengehäuse verwendet wird, das nachfolgend zu beschreiben sein wird.

Das untere Ende des oberen Hohlachsengehäuses 48 und die Befestigungsgrundplatte 49 desselben sind aus Fig. 5 ersichtlich.

Das obere Achsengehäuse 48 ist mit seiner Grundplatte 49 einstückig ausgebildet, wobei die beiden Teile koaxial fluchten. Die Grundplatte 49 ist im allgemeinen eine kreisförmige Platte mit einer Mittelöffnung 50, durch welche sich die koaxiale Antriebsachse des oberen Rotors frei drehbar erstrecken kann und zwar ohne die Innenoberfläche der Öffnung 50 ohne das Hohlachsengehäuse 48 zu berühren. Diese Elemente sind mittels eines Kugellagers 50' (siehe Fig. 3) koaxial zentriert. Sich radial erstreckende Verstärkungsflansche sind auf der Außenoberfläche des Achsengehäuses 48 und der oberen Stirnfläche der Grundplatte 49 derselben vorgesehen, wie z.B. bei 51· Die Grundplatte 49 hat eine Vielzahl von Öffnungen, welche mit den entsprechenden Öffnungen 44 des besagten Kopfblockes 39 fluchten, wenn die Grundplatte auf dem Kopfblock 39 des unteren Achsengehäuses 14 in Stellung befestigt ist.

Die Grundplatte 49 ist auf dem Kopfblock 39 mittels Bolzen, wie z.B. bei 39' in Fig. 2, feststehend verbolzt, die sich durch die Öffnungen 52a, 52a¹, 52b, 52b¹, 52c und 52c¹ erstrecken, die in der Platte 49 vorgesehen sind, wobei sie in die entsprechenden Blindöffnungen 44a, 44a¹, 44b, 44b¹, 44c und 44c¹ des Kopfblocks 39 eingeschraubt sind.

In der Grundplatte 49 sind auch drei Schlitze 54a, 54b und 5^ü vorgesehen, wovon jeder die Form eines Kreisbogens hat, der genau mit dem entsprechenden Schlitz 45 des

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Kopf blocks 39 fluchtet, wenn die Grundplatte 49 der Obergehäuseachse 48.auf dem Kopfblock 49 feststehend verbolzt ist. Jeder Schlitz 45 des Kopfblocks 39 mit dem' entsprechenden fluchtrechten Schlitz 54 eier Grundplatte 49 bietet somit eine freie kontinuierliche Durchgangsstelle für das obere Rotorsteuerelement.

Wie aus Fig. 6 ersichtlich, ist in jedem Raum zwischen den Paaren der konkaven Stirnflächen 42a'-42b", 42b'-42c" bzw. 42c'-42a" (siehe Pig. 4) ein entsprechendes Satellitenzahnrad 55a, 55^ bzw. 55c mittels eines (nicht gezeigten) entsprechenden Bolzens frei drehbar gelagert, wobei ein Ende mit einem Gewinde versehen und in die entsprechenden mit Gewinden versehenen Öffnungen 43a, 43b bzw. 43c der Grundplatte 40 des Kopfblocks 39 eingeschraubt ist, wobei sich durch die Mittelöffnungen 56a, 56b und 56c das entsprechende" Satellitenzahnrad' 55 erstreckt und das andere Ende in einer entsprechenden Öffnung 57a, 57b bzw. 57c der Grundplatte 49 des oberen Achsengehäuses 48 sitzt.

In dem durch die Innenstirnflächen 42d, 42e und 42f des Kopfblocks 39 gebildeten kreisförmigen Raum ist ein Kronenzahnrad oder großes Differentialantriebskegelrad 55^l vorgesehen, dessen Zähne mit den Zähnen der Satellitenzahnräder 55 zusammenarbeiten. Das große Differentialantriebskegelrad 55^X hat eine Mittelöffnung 55ⁿ » deren Innenkante geriffelt ist und mit entsprechenden Riffelungen (welche nicht dargestellt sind) zusammenarbeitet, die auf der Oberfläche der Antriebsachse 5 vorgesehen sind.

Die bestimmte Konstruktion der erfindungsgemäßen Anordnung des Mastes und des Differentialmechanismus ist im allgemeinen in Fig. 4 dargestellt und bietet zweckmäßige und sichere Räume, welche den Durchgang der oberen Rotorsteuerelemente durch den Drehungsumkehrmechanismus (Kopfblock 39 und zugeordnete Komponente) ermöglichen. Wie aus* Fig.. 2 ersichtlich, haben die obere Deckplatte 19 des

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Differentialmechanismusgehäuses I3 und das untere Achsengehäuse 1**· eine Vielzahl von sich radial erstreckenden Verstärkungsflanschen, welche den bei 58 dargestellten ähnlich sind, wobei jedes benachbarte Paar derselben einen entsprechenden Raum bildet, in welchem Steuerelemente des oberen Rotors, wie die bei 59 angedeuteten, nach oben und unten gleiten können, und zwar ohne die Drehung der Komponenten des Drehungsumkehrmechanismus oder der Drehblätter des unteren Rotors zu stören. Jedes Steuerelement 59 erstreckt sich durch den Kopfblock 39 innerhalb des Raumes des Befestigungselementes oder der Haltenabe 60 des unteren Rotors und durch die Befestigungsgrundplatte *J-9 des oberen Antriebsachsengehäuses 4-8. Dies ist infolge der Tatsache möglich, daß in dem Kopfblock 39 und der Grundplatte 49 des oberen Antriebsachsengehäuses die Schlitze ^5 mit den entsprechenden Schlitzen 5^ fluchten, wobei beide dieselbe Größe und Form haben. Diese durchgehenden Öffnungen oder Kanäle, wovon jeder entsprechend an der oberen bzw. unteren Oberfläche der Anordnung mündet, die aus dem Kopfblock 39 und der Grundplatte 49 besteht, sind entsprechend vorgesehen.

Darüber hinaus können die Steuerelemente 59 in den Räumen, welche zwischen den entsprechenden benachbarten Verstärkungsflanschen 51 gebildet sind, die auf der oberen Oberfläche des unteren Antriebsachsengehäuses ^-8 vorgesehen sind (siehe Fig. 2 und 5), nach oben und unten gleiten.

Zurückkehrend wiederum zu den Fig. 2 und 3» wird nun Bezug genommen auf die Naben, welche die entsprechenden unteren und oberen Rotoren stützen. Der untere Rotor 3 ist auf der Nabe befestigt, welche im allgemeinen bei 60 gezeigt ist. Die Nabe 60 hat eine hohle zylindrische Form und ist auf dem unteren Antriebsachsengehäuse 38 mittels der Kugellager 6la und 6lb frei drehbar gelagert. Das obere Ende der Nabe ist bei 62 mit einem Außengewinde versehen,.

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wobei das Schraubengewinde mit einem ergänzenden Innengewinde zusammenarbeitet, das auf der sich nach unten erstreckenden Kante des kreisringförmigen Zahnrades 63 vorgesehen ist (siehe auch Fig. 6), welche sich um den Körper 40 des Kopfblocks 39 herum dreht, wobei seine Innenzähne in die Zähne der Satellitenzahnräder 55^a> 55"b und 55c eingreifen bzw. mit ihnen zusammenarbeiten.

Die den oberen Rotor 2 stützende Nabe ist im allgemeinen bei 64 gezeigt. Die Nabe 64 hat ebenso die Form eines hohlen Zylinders, welcher mit der oberen scheibenförmigen Platte 65, welche am oberen Ende der oberen Rotorantriebsachse 4 befestigt ist, einstückig ausgebildet ist. Die Nabe 64 ist auf der Außenoberfläche des oberen Endes des Antriebsachsengehäuses 48 des oberen Rotors mittels Kugellagern 66a und 66b frei drehbar, gleitbar oder verschiebbar.

Nun wird die Arbeitsweise der Anordnung des Mastes und des Differentialmechanismus beschrieben.

. Sobald der Motor 6 gestartet worden ist (Fig. 1), treibt seine Antriebswelle die Abtriebswelle 30 des Differentialmechanismus an, welche' das Kegelzahnritzel 29 dreht. Dieses dreht das große Hauptdifferentialantriebskegelrad oder Kronenzahnrad 22, auf welchem die Zahnritzel 33 und 34 des Differentialmechanismus sich frei drehend gelagert sind. Die besagten Zahnritzel, welche sich zusammen mit dem großen Hauptdifferentialantriebskegelrad 22 drehen, setzen das untere große Differentialantriebskegelrad 35 in Drehung, an welchem das untere Ende der Antriebsachse des oberen Rotors befestigt ist, sowie das untere große Differentialantriebskegelrad 36, an welchem das untere Ende der Antriebsachse 5 des unteren Rotors befestigt ist.

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Gemäß den entsprechenden aerodynamischen Widerständen, die durch die Luft auf jeden Rotor ausgeübt werden, welche in jedem Augenblick von den Flugbedingungen abhängen, denen das Flugzeug begegnet, dreht sich die Antriebsachse entsprechend dem Rotor, welcher einen geringeren aerodynamischen Widerstand findet, mit einer größeren Winkelgeschwindigkeit als der andere Rotor gemäß den bekannten typischen Eigenschaften eines Differentialantriebsmechanismus. Die auf jeden Rotor 2 bzw. 3 ausgeübte Kraft wird somit in solcher Art und Weise automatisch ausgeglichen, daß jeder Rotor in jedem Augenblick genau die richtige Menge bzw. den genauen Anteil der Gesamtkraft empfängt, die von der Kraftanlage bzw. dem Motor geliefert und von jedem Rotor in jedem Augenblick benötigt wird. Dies erhöht wesentlich die Flugstabilität und die leichte Steuerbarkeit eines erfindungsgemäß ausgebildeten Hubschraubers. Somit werden die Wirkungen des Fluges durch eine hochturbulente Luft, der Einfluß des momentanen senkrechten Schlüpfstromsdes oberen Rotors auf den unteren Rotor und andere asymmetrische Bedingungen während des Fluges, welche sämtlich !Instabilitäten erzeugen und zu ermüdenden Flugzeugführungstätigkeiten führen, automatisch aufgehoben oder ausgeglichen.

Fig. 7 zeigt eine weitere erfindungsgemäße Ausführungsform. Diese Ausführungsform wird als weniger wünschenswert als die oben unter Bezugnahme auf die Fig. 2 bis 6 beschriebene betrachtet, da sie mehr Komponente mit höheren Herstellungs- und Zusammenbaukosten erfordert und zu größerem Gewicht des Flugzeuges führt. Auf jeden anderen Gesichtspunkt ergibt diese Ausführungsform allerdings dieselben vorteilhaften Resultate wie die erste Ausführungsform und ΠΓ'β daher als innerhalb des Schutzumfanges der vorliegenden Erfindung liegend betrachtet werden.

Es ist ersichtlich, daß bei dieser zweiten Ausführungsform die Antriebswelle 30 und das Hauptkronenrad

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oder Differentialantriebskegelrad 22 des Differentialmechanismus jenen der ersten Ausführungsform ähnlich sind. Einer der offensichtlichsten konstruktionsmäßigen Unterschiede Gesteht darin, daß bei der ersten Ausführungsform das untere Differentialantriebskegelrad 35 jenes ist, welches die Innenachse des oberen Botors unmittelbar antreibt, wogegen das obere Kronenrad 36 oder Differentialantriebskegelrad 36 jenes ist, welches die Außenachse 5 des unteren Rotors durch den Drehungsumkehrmechanismus antreibt. Bei der nun beschriebenen zweiten.Ausführungsform gilt das Gegenteilj d.h. das obere Kronenrad 36 ist jenes, welches die Antriebsachse 4- des oberen Rotors unmittelbar antreibt, wogegen das untere Kronenrad 35 jenes ist, welches die Antriebsachse 5 des unteren Rotors durch den Drehungsumkehrmechanismus antreibt. Zu diesem Zwecke ist die Antriebsachse k des oberen Rotors unmittelbar am oberen Kronenrad 36 befestigt. Statt dessen ist die sich nach unten erstreckende Welle 6? unmittelbar am unteren Kronenrad 35 befestigt und mittels der Kugellager 67a .bzw. 67b zentriert und drehbar gelagert. Am unteren Ende der Welle 67 ist ein Zahnrad 68 befestigt, dessen Zähne mit den Zähnen eines dazwischen liegenden LeerlaufZahnrades 69 zusammenarbeiten, dessen Zähne mit den Zähnen eines weiteren Zahnrades 70 zusammenarbeiten, das am unteren Ende einer Gegenwelle 71 befestigt ist, an deren oberen Ende ein weiteres Zahnrad 72 befestigt ist. Die untere Außenoberfläche einer Nabe 73 des unteren Rotors hat ein kreisringförmiges Zahnrad 7^» das daran befestigt oder unmittelbar gebildet ist und dessen Zähne mit dem Zahnrad 72 zusammenarbeiten. Die Nabe 73 des unteren Rotors ist konzentrisch angeordnet und um ein feststehendes Innengehäuse 75 mittels Kugellagern 76a und 76b frei drehbar herum vorgesehen. Der untere Rotor 3 ist selbstdrehend auf der Nabe 73 gelagert.

Innerhalb des Innengehäuses 75 ist der untere Abschnitt Ik¹ des Antriebsachsengehäuses des oberen Rotors

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konzentrisch angeordnet. Hierbei ist jedoch zu beachten, daß der Außendurchmesser des Achsengehäuses 14' ausreichend kleiner als der Innendurchmesser des Gehäuses 75 ist. Zwischen den beiden Komponenten verbleibt somit ein kreisringförmiger, hohler Baum 77, welcher genügend groß ist, um den Durchgang der (nicht gezeigten) Steuerelemente für den oberen Rotor zu ermöglichen. Innerhalb des oberen Abschnittes 48' des Achsengehäuses ist die Antriebsachse 4 des oberen Rotors koaxial zentriert und durch die Zwischenanordnung der Befestigungskugellager 78a und 78b frei drehbar.

Es ist ersichtlich, daß der eigentliche Differentialmechanismus mit den Zahnrädern 22, 29, 33, JH-, 35 und in dem Gehäuse I3 enthalten ist, mit einer sich nach unten erstreckenden Verlängerung, welche im allgemeinen bei 79 angedeutet ist und die Zahnräder 68, 69 und 70 enthält. Diese Verlängerung 79 zusammen mit den entsprechenden Dichtungsringen ergibt einen flüssigkeitsdichten Schmiermittelbehälter, welcher eine richtige Schmierung der Lager, der Welle und der Zahnräder, die darin enthalten sind, ermöglicht. Das Zahnrad. 72 und das Kronenrad 7^ sind innerhalb eines zusätzlichen kreisringförmigen Getriebegehäuses vorgesehen, welches im allgemeinen bei 80 dargestellt ist und Schmiermittelflüssigkeit enthält. Die Gegenwelle 71 ist mittels der Kugellager 81a, 81b und 81c frei drehbar gelagert. Andere Elemente sind jene der ersten Ausführungsform ähnlich und mit denselben Bezugszeichen versehen.

Komponente des oberen Teiles des Mastes entsprechend dem oberen Rotor können jenen der ersteren Ausführungsform ähnlich sein oder eine unterschiedliche zweckmäßige Konstruktion aufweisen. Bei der in Fig. 7 gezeigten Ausführungsform sind der Kopfblock 39 (Fig. ^), die Kronenzahnräder 55' und 63 (Fig. 6), die Satelliten- " Zahnräder ^ und die Grundplatte 49 des oberen Antriebsachsengehäuses (Fig. 5) nicht notwendig, da die Nabe des

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unteren Rotors an ihrem unteren Kantenabschnitt unmittelbar angetrieben ist und sich das Achsengehäuse ^8 des oberen Antriebs unmittelbar nach oben von dem Getriebegehäuse erstreckt.

Die Arbeitsweise dieser zweiten Ausführungsform ist wie folgt. Sobald der Motor 6 gestartet wird, dreht seine Kurbelwelle die Antriebswelle "}0 des Differentialmechanismus, welche das Zahnritzel 29 antreibt, das das Hauptkronenzahnrad 22 antreibt, welches die Zahnritzel und 3^> die darauf befestigt sind, trägt. Angenommen, daß in diesem Augenblick die Leistungsanforderungen der beiden Rotoren gleich sind, so drehen die Zahnritzel 33 und 3^ die beiden Kronenzahnräder 35 und J6 in derselben Richtung zusammen mit der Antriebsachse k· des oberen Rotors und das Getriebe bzw. das Zahnrad 67. Das letztere übt durch die Zahnräder 68, 69 und 70, die Gegenwelle 71 und die Zahnräder 72 und 7^ Kraft auf die Nabe 73 des unteren Rotors aus.

Bei dieser zweiten Ausführungsform ergeben sich dieselben Funktionen, welche bei der ersten Ausführungsform erzielbar sind; d.h. eine optimale Verteilung der verfügbaren Gesamtleistung (welche durch den Motor erzeugt wird) zwischen den beiden Rotoren in jedem Augenblick gemäß den momentanen Belastungen, welche auf jeden Rotor durch die aerodynamischen Arbeitsbedingungen auferlegt werden.

Während gewisse spezifische Ausführungsformen oben beschrieben wurden, versteht sich für den P_achmann, daß gewisse Abwandlungen in bezug auf Einzelheiten sowie Ersatzmöglichkeiten in bezug auf Komponente ihm zur Verfügung stehen, und zwar innerhalb des Schutzumfanges der beigefügten Patentansprüche.

Ende der Beschreibung.

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Leerseite

Claims

Patentansprüche

(l) Hubschrauber mit zwei koaxialen, gegenläufigen Rotoren und einem Antriebsmechanismus, der zwischen der Kraftanlage und den Rotoren angeordnet ist, wobei die Kraftanlage eine Leistungsausgabewelle oder Antriebswelle aufweist,

dadurch gekennzeichnet , daß der Antriebsmechanismus einen Differentialmechanismus (1) aufweist, der eine Leistungsaufnahmewelle oder Abtriebswelle (8) aufweist, die mit der Antriebswelle (7) der Kraftanlage (6) und mit den Leistungsausgabeachsen (9) gekoppelt ist, wovon die erste mit dem oberen Rotor (2) und die zweite mit dem unteren Rotor (3) antriebsmäßig gekoppelt (^) ist und nur eine der Kupplungen (4·, 5) zwischen den Leistungsausgabeachsen (9) und dem entsprechenden Rotor (2; 3) einen Drehungsumkehrmechanismus (39) aufweist.

2. Hubschrauber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der Differentialmechanismus eine Leistungsaufnähmewelle aufweist, sowie ein erstes Zahnradritzel, das auf der Leistungsaufnahmewelle gelagert ist, ein Hauptkronenzahnrad, dessen Zähne mit den Zähnen des ersten Zahnritzels zusammenarbeiten und eine sich nach oben erstreckende, kreisringförmige Stütze hat, auf deren Innenoberfläche zumindest zwei

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Differentialzahnritzel frei drehbar gelagert sind, ein oberes Kronenrad und ein unteres Kronenrad, wobei die Zähne des oberen und des unteren Kronenrades mit den Zähnen der Differentialzahnradritzel zusammenarbeiten und das untere Ende der ersten Leistungsausgabeachse mit dem unteren Kronenrad verbunden ist und sich durch eine Mittelöffnung in dem oberen Kronenrad frei nach oben erstreckt und das .untere Ende der zweiten Leistungsausgabeachse mit dem oberen Kronenrad verbunden ist, während der Drehungsumkehrmechanismus zwischen der besagten zweiten Leistungsausgabeachse und der Befestigungsnabe des unteren Eotors vorgesehen und die zweite Leistungsausgabeachse hohl und die besagte erste Leistungsausgabeachse darin frei drehbar ist.

3. Hubschrauber nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß die zweite Leistungsausgabeachse von einem feststehenden Außenachsengehäuse umgeben ist, wobei der besagte Drehungsumkehrmechanismus einen Kopfblock aufweist, der auf dem oberen Ende des Achsengehäuses angeordnet ist und ein zentrales Kronenrad auf dem Kopfblock befestigt ist und eine geriffelte Mittelöffnung hat, in welcher das obere Ende der zweiten Leistungsausgabeachse sitzt, mit einer entsprechend geriffelten Außenoberfläche, wobei eine Vielzahl von Satellitenzahnrädern auf dem Kopfblock frei drehbar gelagert sind und deren Zähne mit den Zähnen desssen Krallenkronenrades zusammenarbeiten und wobei ein kreisringförmiges Zahnrad um die Außenoberfläche des Kopfblocks drehbar gelagert ist und Innenzähne hat, die mit den Zähnen der Satellitenzahnräder zusammenarbeiten und sich das kreisringförmige Zahnrad nach unten erstreckt und eine Befestigungsnadel für die Blätter des oberen Eotors bildet, während eine Vielzahl von durchgehenden Schlitzen die Form

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eines Kreisbogens haben und in dem besagten Kopfloch zwischen einem Paar benachbarter Satellitenzahnräder vorgesehen sind, und daß schließlich Steuerglieder für den oberen Rotor durch die besagten Schlitze verlaufen»

k. Hubschrauber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der Differentialraechanismus eine Leistungsaufnahmewelle aufweist, sowie ein erstes Zahnritzel, das auf der Leistungsaufnahmewelle gelagert ist, ein Hauptkronenzahnrad, dessen Zähne mit den Zähnen des ersten Zahnritzels zusammenarbeiten, wobei es eine sich nach oben erstreckende kreisringförmige Stütze hat, auf deren Innenoberfläche zumindest zwei Differentialzahnritzel frei drehbar gelagert sind, ein oberes Kronenrad und ein unteres Kronenrad, wobei die Zähne des oberen und des unteren Zahnrades mit den Zähnen des Differentialzahnritzels zusammenarbeiten und das untere Ende der ersten Leistungsausgabeachse mit dem oberen Kronenzahnrad verbunden ist und der besagte Umdrehungsumkehrmechanismus eine kurze Welle aufweist, die am besagten unteren Kronenrad befestigt ist und sich davon nach unten erstreckt, ein · erstes Zahnrad, das am unteren Ende der besagten kurzen Welle befestigt ist, ein Leerlaufzahnritzel, dessen Zähne mit den Zähnen des ersten Zahnrades zusammenarbeiten, ein zweites Zahnrad, das am unteren Ende einer Gegenwelle gelagert ist, dessen Zähne mit den Zähnen des besagten Leerlaufzahnritzels zusammenarbeiten, wobei die besagte Gegenwelle sich von dem zweiten Zahnrad nach oben erstreckt und ein drittes Zahnrad am oberen Ende der besagten Gegenwelle gelagert und ein kreisringförmiges Zahnrad auf der äußeren Oberfläche des unteren Endes der zweiten Leistungsausgabeachse vorgesehen ist, wobei seine Zähne mit den Zähnen des besagten dritten Zahnrades zusammenarbeiten.

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5· Hubschrauber nach Anspruch ^, dadurch gekennzeichnet , daß die besagte erste Leistungsausgabeachse innerhalb eines feststehend gelagerten Achsengehäuses frei drehbar gelagert ist und daß das besagte Achsengehäuse von einem feststehend gelagerten röhrenförmigen Gehäuse umgeben ist, das einen Innendurchmesser hat, der größer als der Außendurchmesser des besagten Achsengehäuses ist und somit dazwischen einen kreisringförmigen Durchgang für die Steuerglieder des oberen Rotors bildet, wobei die zweite Leistungsausgabeachse um das besagte röhrenförmige Gehäuse herum frei drehbar angeordnet ist und ihr oberes Ende die Nabe des unteren Rotors bildet.

6. Haubschrauber mit zwei koaxialen, gegenläufigen Rotoren und einem Antriebsmechanismus, der zwischen der Kraftanlage und den Rotoren angeordnet ist, wobei die Kraftanlage eine Leistungsausgabewelle aufweist, dadurch gekennzeichnet , daß der besagte Antriebsmechanismus einen Differentialmechanismus aufweist, der eine Leistungsaufnahmewelle hat, die mit der Leistungs- ' ausgabewelle der Kraftanlage gekoppelt ist sowie zwei Leistungsäusgabeachsen, wovon die erste mit dem oberen Rotor und die zweite mit dem unteren Rotor antriebsmäßig gekoppelt ist und wobei nur eine der besagten Kupplungen zwischen den besagten Leistungsausgabeachsen und dem entsprechenden Rotor einen Drehungsumkehrmechanismus aufweist und wobei der Differentialmechanismus ein erstes Zahnritzel aufweist, das auf der besagten Leistungsaufnahmewelle gelagert ist und ein Hauptkronenzahnrad vorgesehen ist, dessen Zähne mit den Zähnen des ersten Zahnritzels zusammenarbeiten und das eine sich nach oben erstreckende kreisringförmige Stütze hat, auf deren Innenoberfläche zumindest zwei Differentialzahnritzel frei drehbar gelagert sind, ein oberes Kronenrad und ein unteres Kronenrad, wobei die

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Zähne des oberen bzw. des unteren Kronenrades mit den Zähnen der Different!alzahnritzel zusammenarbeiten und das untere Ende der ersten Leistungsausgabeachse mit dem unteren Kronenrad verbunden sind und sich durch eine Mittelöffnung in dem oberen Kronenzahnrad frei nach oben "erstrecken und wobei das untere Ende der besagten zweiten Leistungsausgabeachse mit dem besagten oberen Zahnrad verbunden ist und der besagte Drehungsumkehrmechanismus zwischen der besagten zweiten Leistungsausgabeachse und der Befestigungsnabe des unteren Rotors vorgesehen ist, während die zweite Leistungsausgabeachse hohl und die erste Leistungsausgabeachse darin frei drehbar ist.

7. Hubschrauber mit zwei koaxialen, gegenläufigen Rotoren und einem Antriebsmechanismus, der zwischen der Kraftanlage und den Rotoren vorgesehen ist, wobei die Kraftanlage eine Leistungsausgabewelle aufweist, dadurch gekennzeichnet , daß der Antriebsmechanismus einen Differentialmechanismus aufweist, der eine Leistungsaufnahmewelle hat, die mit der Leistungsausgabewelle der Kraftanlage gekoppelt ist, und zwei Leistungsausgabeachsen, wovon die erste mit dem oberen Rotor und die zweite mit dem unteren Rotor antriebsmäßig verbunden ist und wobei nur eine der Kupplungen zwischen den Leistungsausgabeachsen und dem entsprechenden Rotor einen Drehungsumkehrmechanismus aufweist und dieser Drehungsumkehrmechanismus ein feststehendes Außenachsengehäuse aufweist, welches die besagte zweite Leistungsausgabeachse umgibt, einen Kopfblock, der am oberen Ende des besagten Achsengehäuses befestigt ist, ein Zentralzahnrad, das auf dem Kopfblock befestigt ist und eine geriffelte Zentralöffnung hat, in welcher das obere Ende der zweiten Leistungsausgabeachse sitzt, mit einer entsprechend geriffelten Außenoberfläche, eine Vielzahl von Satellitenzahnrändern, welche auf dem besagten Kopfblock frei drehbar gelagert sind, wobei jeder Zahn mit den Zähnen des

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Zentralkronenrades zusammenarbeitet, ein kreisringförmiges Zahnrad, das um die Außenoberfläche des Kopfblocks herum drehbar gelagert ist und Innenzähne hat, die mit den Zähnen der Satellitenzahnräder zusammenarbeiten, wobei das besagte kreisringförmige Zahnrad sich nach unten erstreckt und eine Befestigungsnabe für die Blätter des oberen Rotors bildet und eine Vielzahl von durchgehenden Schlitzen mit der Form eines Kreisbogens in dem Kopfblock jeweils einem Paar benachbarter Satellitenzahnräder vorgesehen ist, sowie Steuerglieder für den oberen Rotor, welche durch die besagten Schlitze verlaufen.

8. Hubschrauber mit zwei koaxialen, gegenläufigen Rotoren und einem Antriebsmechanismus zwischen der Kraftanlage und den Rotoren, wobei die Kraftanlage eine-Leistungsausgabewelle aufweist,

dadurch gekennzeichnet , daß der Antriebsmechanismus einen Differentialmechanismus aufweist oder ist, der eine Leistungsaufnahmewelle hat, die mit der Leistungsausgabewelle der Kraftanlage gekoppelt ist, wobei zwei Leistungsausgabeachsen vorgesehen sind, wovon die erste mit dem oberen Rotor und die zweite mit dem unteren Rotor antriebsmäßig gekoppelt ist und nur eine der Kupplungen zwischen den Leistungsausgangsachsen und dem entsprechenden Rotor einen Drehungsumkehrmechanismus aufweist, wobei der Differentialmechanismus ein erstes Zahnritzel hat, das auf der Leistungsaufnahmewelle gelagert ist, ein Hauptkronenzahnrad, dessen Zähne mit den Zähnen des ersten Zahnritzels zusammenarbeiten und das eine sich nach oben erstreckende, kreisringförmige Stütze hat, auf deren Innenoberfläche zumindest zwei Differentialzahnritzel frei drehbar gelagert sind, ein oberes Kronenzahnrad und ein unteres Kronenzahnrad, dessen Zähne mit den Zähnen der Differentialzahnritzel zusammenarbeiten,

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wobei das untere Ende der besagten ersten Leistungsaus-, gabeachse mit dem besagten unteren Kronenzahnrad verbunden ist und sich durch eine Mittelöffnung in dem oberen Kronenzahnrad frei nach oben erstreckt und wobei das untere Ende der besagten zweiten Leistungsausgabeachse mit dem besagten oberen Kronenzahnrad verbunden ist, während der besagte Drehungsumkehrmechanismus zwischen der besagten zweiten Leistungsausgabeachse und der Befestigungsnabe für den unteren Rotor vorgesehen ist und die besagte zweite Leistungsausgabeachse hohl und die besagte erste Leistungsausgabeachse darin frei drehbar ist, während der Drehungsumkehrmechanismus ein feststehendes Außenachsengehäuse aufweist, welches die besagte zweite Leistungsausgabeachse umgibt, einen Kopfblock, der am oberen Ende des Achsengehäuses gelagert ist, ein Zentralkronenzahnrad, das auf dem besagten Kopfblock gelagert ist und eine geriffelte Zentralöffnung hat, in welcher das obere Ende der besagten zweiten Leistungsausgabeachse sitzt, mit einer entsprechend geriffelten Außenoberfläche, eine Vielzahl von Satellitenzahnrädern, welche auf dem besagten Kopfblock frei drehbar gelagert sind, wobei jeder Zahn mit den Zähnen des besagten Zentralkronenzahnrades zusammenarbeitet und ein kreisringförmiges Zahnrad um die Außenoberfläche des besagten Kopfblocks herum drehbar gelagert ist und Innenzähne aufweist, die mit den Zähnen der besagten Satellitenzahnräder zusammenarbeiten, wobei das besagte kreisringförmige Zahnrad sich nach unten erstreckt und eine Befestigungsnabe für die Blätter des oberen Rotors bildet, wobei eine Vielzahl von durchgehenden Schlitzen die Form eines Kreisbogens hat und in dem besagten Kopfblock vorgesehen ist und diese Schlitze jeweils zwischen einem Paar benachbarter Satellitenzahnräder vorgesehen sind, während Steuerglieder für den oberen Rotor sich durch die besagten Schlitze hindurch erstrecken.

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9· Hubschrauber mit zwei koaxialen, gegenläufigen Rotoren und einem zwischen der Kraftanlage und den Rotoren angeordneten Antriebsmechanismus, wobei die Kraftanlage eine Leistungsausgabewelle aufweist, dadurch gekennzeichnet , daß der besagte Antriebsmechanismus einen Differentialmechanismus aufweist, der eine Leistungsaufnahmewelle hat, die mit der Leistungsausgabewelle der Kraftanlage gekoppelt ist, während zwei Leistungsausgabeachsen vorgesehen sind, wovon die erste mit dem oberen Rotor und die zweite mit dem unteren Rotor antriebsmäßig gekoppelt ist und nur eine der Kupplungen zwischen den besagten Leistungsausgabeachsen und dem entsprechenden Rotor einen Drehungsumkehrmechanismus aufweist und der besagte Differentialmechanismus und der besagte Drehungsumkehrraechanxsmus ein erstes Zahnritzel aufweisen, das auf der besagten Leistungsaufnahmewelle gelagert ist, ein Hauptkronenzahnrad, dessen Zähne mit den Zähnen des besagten ersten Zahnritzels zusammenarbeiten und das eine sich nach oben erstreckende, kreisringförmige Stütze hat auf deren Innenoberfläche zumindest zwei Differentialzahnräder frei drehbar gelagert sind, ein oberes Kronenzahnrad und ein unteres Kronenzahnrad, wobei die Zähne des oberen bzw. des unteren Kronenzahnrades mit den Zähnen der Differentialzahnritzel zusammenarbeiten und das untere Ende der besagten ersten Leistungsausgabeachse mit dem besagten oberen Kronenzahnrad verbunden ist, während eine kurze Welle am besagten unteren Kronenzahnrad befestigt ist und sich davon nach unten erstreckt und ein erstes Zahnrad am unteren Ende der besagten kurzen Welle befestigt ist und ein Leerlaufzahnritzel Zähne hat, die mit den Zähnen des besagten ersten Zahnrades zusammenarbeiten, während ein zweites Zahnrad auf dem unteren Ende einer Gegenwelle gelagert ist und Zähne hat, die mit den Zähnen des besagten LeerlaufzahnritzeIs zusammenarbeiten, während die Gegenwelle sich von dem besagten zweiten Zahnrad nach

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oben erstreckt und ein drittes Zahnrad auf dem oberen Ende der besagten Gegenwelle gelagert und ein kreisringförmiges Zahnrad auf der äußeren Oberfläche des unteren Endes der besagten zweiten Leistungsausgabeachse vorgesehen sind, wobei seine Zähne mit den Zähnen des besagten dritten Zahnrades zusammenarbeiten.

10. Hubschrauber mit zwei koaxialen, gegenläufigen Rotoren und einem zwischen der Kraftanlage und den Eotoren angeordneten Antriebsmechanismus, wobei die besagte Kraftanlage eine Leistungsausgabewelle aufweist, dadurch gekennzeichnet , daß der besagte Antriebsmechanismus einen Differentialmechanismus aufweist oder bildet, der eine Leistungsaufnahmewelle hat, die mit der Leistungsausgabewelle der Kraftanlage gekoppelt ist, während zwei Leistungsausgabeachsen vorgesehen sind, wovon die erste mit dem oberen Rotor und die zweite mit dem unteren Rotor antriebsmäßig gekoppelt ist und nur eine der Kupplungen zwischen den Leistungsausgabeachsen und dem entsprechenden Rotor einen Drehungsumkehrmechanismus aufweist und wobei der Differentialmechanismus und der Drehungsumkehrmechanismus jeweils einen ersten Zahnritzelteil aufweisen, der auf der Leistungsaufnahmewelle angeordnet ist, ein Hauptkronenzahnrad, dessen Zähne mit den Zähnen des ersten Zahnritzels zusammenarbeiten und das eine sich nach oben erstreckende, kreisringförmige Stütze hat, auf deren Innenoberfläche zumindest zwei Differentialzahnritzel frei drehbar gelagert sind, ein oberes Kronenzahnrad und ein unteres Kronenzahnrad, wobei die Zähne des oberen und des unteren Kronenzahnrades mit den Zähnen der Differentialzahnritzel zusammenarbeiten und das untere Ende der ersten Leistungsausgabeachse mit dem oberen Kronenzahnrad verbunden ist und eine kurze Welle am unteren Kronenzahnrad befestigt ist und sich davon nach unten er-

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streckt, während ein erstes Zahnrad auf dem unteren Ende der besagten kurzen Welle befestigt ist und die Zähne eines Leerlauf zahnritzels mit den Zähnen des besagten ersten Zahnrades zusammenarbeiten und ein zweites Zahnrad auf dem unteren Ende einer Gegenxvelle befestigt ist, dessen Zähne mit den Zähnen des besagten Leerlaufzahnritzels zusammenarbeiten, während sich die besagte Gegenwelle von dem besagten zweiten Zahnrad nach oben erstrecken und ein drittes Zahnrad auf dem oberen Ende der besagten Gegenwelle befestigt ist und ein kreisringförmiges Zahnrad auf der Außenoberfläche des unteren Endes der besagten zweiten Leistungsausgabeachse vorgesehen ist, so daß seine Zähne mit den Zähnen des dritten Zahnrades zusammenarbeiten, während ein feststehend gelagertes Achsengehäuse vorgesehen ist, innerhalb dessen die besagte erste Leistungsausgabeachse frei drehbar ist, während ein feststehend gelagertes, röhrenförmiges Gehäuse einen Innendurchmesser hat, der größer als der Außendurchmesser des besagten Achsengehäuses ist und somit dazwischen einen kreisringförmigen Durchgang für die Steuerglieder des oberen Botors bildet, wobei die zweite Leistungsausgabeachse um das besagte röhrenförmige Gehäuse herum frei drehbar gelagert ist und das obere Ende davon die Nabe für den unteren Rotor bildet.

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